美國植物基因組研究計劃2014-2018

編譯：鄭懷國 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

美國植物基因組計劃(National Plant Genome Initiative, NPGI)於1998年正式啟動，該計劃在美國國家科學基金會(NSF)的支持下，成立了由美國農業部(USDA)、能源部(DOE)、國立衛生研究院(NIH)、國家科學基金會(NSF)、科學與技術政策辦公室(OSTP)、管理與預算辦公室(OMB)和美國國際開發署(USAID)等組成的植物基因組跨機構工作組(Interagency Working Group in Plant Genome, IWG)，IWG每5年制定一項5年計劃來指導協調基因組研究工作。該計劃旨在建立對植物基因組結構和功能的基本認知，並在此基礎上形成對重要經濟作物和具有潛在經濟價值的植物的生長發育調控機制的全面理解。

美國植物基因組計劃（NPGI）2014—2018五年計劃，強調進一步促進信息開放、數據共享和提高研究工具和資料庫的交互性，以改善農業生產實踐、減少對環境資源的依賴、應對全球氣候變化帶來的挑戰。通過計劃的實施將實現以下目標：

目標1：建立新一代資料庫和工具，以支持創新鏈上從基礎研究到廣泛應用的各個環節。內容包括：建立新一代植物資料庫體系；完善數據可視化工具和分析工具；提升高通量基因分型技術的可獲取性；開展作物表型的實地測試；促進基因組工程工具的開發與應用；完善生化篩查工具。

目標2：構建植物種質資源網路，以滿足21世紀國家研究和育種的需求。內容包括：擴展新群體，促進基因組研究、形狀分析和作物改良；促進基因資源庫和遺傳多樣性的有效管理，保證研究和育種順利開展；生成經表型分型和序列索引處理的遺傳資源；推動信息資源互聯化、網路化，擴大種質的利用。

目標3：研發並運用先進工具，以增進對植物生物學的理解，促進精確植物育種，支持建立涵蓋食物供給、生物能源、工業化原料生產在內的可持續體系。內容包括：貫穿植物體生長發育全過程，建立生命周期系統觀；創立新一代表觀基因組研究，解讀表觀基因組代碼；深入認識植物礦物質代謝，研究植物對氮和磷的利用效率；加深對代謝分區的認識；深挖植物微生物相互作用，探索植物育種的系統性方法；研發新作物模型，整合變異、生理學和環境信息用於預測模型；開發利用高通量表型分型新工具和新方法；分析和評估不同環境中植物的遺傳多樣性；深入認識基因功能和蛋白質功能。

目標4：為勞動力配備新一代工具和資源。加大對跨學科研究生教育項目的支持，培養新一代植物科研和育種人才，支持下一代資料庫系統的設計構建，iPlant、KBase及國家作物基因組和基因資料庫系統將為新一代植物科研和育種人員提供堅實支持。

目標5：增進公私部門合作，促進基礎研究成果向實際應用的轉換，支持生產實踐中的創新。協調公私部門投入，促進基礎研究成果向下游應用轉化。

目標6：加強國際合作，廣泛分享研究成果。支持發展基因組研究公共資源和分析工具，協調各方努力，發展完善通用數據集，促進核心基因組注釋工作，促進種質資源的國際共享。

經驗與啟示：

通過對NPGI研究目標和內容的掃描，可洞悉美國在植物基因組研究方面的科研部署，對我國在這一領域研究規劃的制定、研究重點的部署具有借鑒和參考意義。

分析發現，美國制定了積極應對植物基因組研究領域日益激烈的國際競爭、努力搶佔植物基因組研究制高點的科技戰略。NPGI的組織和運行方式有利於推動重大項目的進展，有利於各研究機構的資源與技術整合，有利於促進基礎研究成果向實際應用的轉化，有利於課題研究和學科發展，值得我國借鑒。為確保我國植物基因組研究的國際地位，應當合理配置該領域的研究資源，重視信息技術在生物育種全過程的應用；加強種質資源及信息的收集與管理，推進數據的開放與共享；重視先進研究工具和資料庫的開發應用；重視基礎科學研究，注重對植物生物學的理解；重視人才培養，為所有層次的研究人員提供培訓機會；提倡廣泛的合作，這包括跨部門的合作和研究機構與公司間的合作；給予連續性和穩定性的資助。（來源：美國國家科學技術委員會北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

本文系獨家編譯報道，轉載請註明出處。

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