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2022年12月2日，我校蘭思仁教授/劉仲健教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合臺(tái)灣成功大學(xué)蔡文杰教授/吳謂勝教授團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊BMC Plant Biology在線發(fā)表了題為OrchidBase 5.0: updates of the orchid genome knowledgebase的研究論文，正式發(fā)布第五版蘭科植物基因組數(shù)據(jù)庫OrchidBase5.0。OrchidBase5.0：
https://cos bi.ee.ncku.edu.tw/orchidbase5/1
蘭科是被子植物中物種最為豐富的科之一，具有非常重要的進(jìn)化、生態(tài)和應(yīng)用研究價(jià)值。建立蘭科植物基因組分子數(shù)據(jù)庫不僅為基因組的注釋提供參考基礎(chǔ)，而且對(duì)蘭科植物遺傳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立以及功能基因挖掘和應(yīng)用具有重要作用。因此，該聯(lián)合團(tuán)隊(duì)自2011年建立第一版蘭科植物基因組數(shù)據(jù)庫OrchidBase開始，相繼將建立了第二OrchidBase2.0、第三版OrchidBase3.0和第四版OrchidBase4.0蘭科植物基因組數(shù)據(jù)庫，即完成了蘭科樹蘭亞科Epidendroideae和擬蘭亞科Apostasioideae全基因組測序的數(shù)據(jù)建庫工作。而第五版OrchidBase 5.0（圖1）是基于蘭亞科Orchidoideae已測序的物種全基因組數(shù)據(jù)建立的，它為理解蘭花基因組進(jìn)化和基因功能增加了新的參考數(shù)據(jù)。
OrchidBase：
https://doi.org/10.1093/pcp/pcq201OrchidBase2.0：
https://doi.org/10.1093/pcp/pcs187OrchidBase3.0：
http://jfafu.fafu.edu.cn/#/digest?ArticleID=943OrchidBase4.0：
https://doi.org/10.1186/s12870-021-03140-0 圖1 OrchidBase 5.0新增廣東舌唇蘭和紫金舌唇蘭基因組數(shù)據(jù)
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2022年4月該研究團(tuán)隊(duì)完成了蘭亞科的紫金舌唇蘭（Platanthera zijinensis）和廣東舌唇蘭（Platanthera guangdongensis）的基因組測序組裝，并結(jié)合其他已測序的蘭花基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，為從初始型—部分型—完全型的真菌異養(yǎng)進(jìn)化過程提供了詳細(xì)解析，揭示了真菌異養(yǎng)蘭花形態(tài)建成和營養(yǎng)獲取的分子機(jī)制。廣東舌唇蘭和紫金舌唇蘭是目前已全基因組測序蘭花中最大的兩個(gè)基因組，也是蘭亞科第一次被測序的兩種蘭花，填補(bǔ)了蘭科植物進(jìn)化研究的一個(gè)空白，具有重要的科學(xué)意義（https://doi.org/10.1038/s41477-022-01127-9）。
基于紫金舌唇蘭和廣東舌唇蘭的全基因組數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)在OrchidBase 4.0的基礎(chǔ)上添加了這兩個(gè)蘭亞科物種的全基因組測序和來自它們不同的組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，建立了OrchidBase 5.0數(shù)據(jù)庫。OrchidBase 5.0數(shù)據(jù)庫是由一個(gè)MySQL數(shù)據(jù)庫，Django應(yīng)用程序和一個(gè)web界面組成的。MySQL 5.7數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)收集到的蘭花基因組序列和注釋數(shù)據(jù)；Django 1.11.1應(yīng)用程序執(zhí)行所有的分析任務(wù)；python web是用來處理蘭花基因組序列和注釋的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫的建立為研究人員提供了高質(zhì)量的蘭科植物分子數(shù)據(jù)，可更加有效的進(jìn)行蘭科植物生物學(xué)和生物技術(shù)的研究。
圖2 OrchidBase 5.0主要功能界面操作示意圖
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OrchidBase 5.0版本的蘭花數(shù)據(jù)庫還開發(fā)了三種新工具，包括共線性、基因順序和miRNA分析，用于蘭花基因組比較和miRNA分析。用戶可以精確且高效地采用“Synteny”和“Gene order”工具，在5個(gè)蘭花基因組（小蘭嶼蝴蝶蘭Phalaenopsis equestris，鐵皮石斛Dendrobium catenatum、深圳擬蘭Apostasia shenzhenica、廣東舌唇蘭Pl. guangdongensis和紫金舌唇蘭Pl. zijinensis）中找到特定的共線性區(qū)域。此外，miRNA工具的發(fā)布，也會(huì)為用戶在蘭科植物生長和發(fā)育中涉及的miRNA功能的研究提供快捷高效的方法。
圖5 miRNA工具操作指南
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臺(tái)灣成功大學(xué)陳佑亦博士為論文第一作者，我校劉仲健教授、中國臺(tái)灣成功大學(xué)蔡文杰教授和吳謂勝教授為共同通訊作者。蘭科植物保護(hù)與利用國家林草局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（福州）彭東輝教授，博士研究生周莊、黃明忠、章迪楊、劉定坤，以及碩士研究生趙雪薇、李媛媛、柯詩杰也參與相關(guān)研究。該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金資助。
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