我国超级水稻基因测序数据将从“云端”向全球免费开放

2025年07月28日 阅读量:101

元素百科“我们的3000个绿色超级稻基因组的原始测序数据覆盖了95万个种质基因遗传变异的全球25万个%。这一核心数据将通过阿里云平台向世界免费开放。9月15日,中国农业科学院、阿里云计算有限公司、华智水稻生物技术有限公司、北京聚道科技有限公司在长沙联合启动了“云水稻项目”。中国农业科学院作物基因资源和基因改善国家重大科学项目首席科学家李志康告诉记者。

世界上最大的基因测序项目

3000份水稻核心种质基因组测序数据是科技部和比尔·梅琳达盖茨基金会“为非洲和亚洲贫瘠资源地区培育绿色超级水稻”的重要科技项目,也是世界上最大的植物基因组测序项目。本项目旨在培育具有氮磷高效利用、抗病、抗虫、高产、优质、抗逆(干旱、盐碱)等特点的新型水稻品种,在目标国家示范推广,促进杂交水稻种子生产能力,为撒哈拉以南非洲国家、亚洲和中国西南地区的水稻分子育种建立高效的水稻基因分析技术平台。

3000份水稻核心种质基因组测序数据能做什么?

对水稻核心种质进行基因组测序是一项巨大的工程。在获得这3000个水稻核心种质基因组的测序数据之前,由李志康领导的团队花了两年半的时间。一位超级水稻研究人员在接受记者采访时表示,基因数据库资源至少有两种用途,一种是从基因库中获取数据,研究目标基因的分布、进化和功能。第二,可以分析基因组之间的多态位点,开发分子标记,甚至基因芯片用于分子育种。

李志康认为,通过对3000个水稻核心种质基因组的测序分析,可以回答水稻可以应用多少遗传多样性,从哪里获取生物育种所需的遗传资源,分析数据将为水稻基本理解和生物育种提供基本的信息资源。本研究揭示了全球水稻栽培资源基因组的多样性,以及各水稻资源的遗传特征和应用价值。此外,将3000种水稻种质资源带入水稻育种应用,将为水稻育种创新提供材料和新思路,数据分析结果也将填补基因组学中人们对水稻甚至各种物种的知识空缺。

“基因组大数据是水稻分子育种的基础。我们正在承担建设国家水稻分子育种平台的任务,也希望通过深入分析3000个水稻基因组序列,重点挖掘水稻种质资源的重要遗传部分,为种子公司提供高质量的分子标志开发、全基因组相关分析和优良的农业艺术性质定位等高科技服务。”华智水稻生物技术有限公司总经理张健说。

四方共同打造最完整的“水稻功能基因组和育种信息数据库”

分析3000个水稻基因组测序项目获得的数据量将达到数百个TB。处理如此大规模的基因组数据,研究机构具有相应的存储和计算能力是不现实的,也会导致资源的重复配置。为此,四家机构联合启动“云水稻项目”,协议通过阿里云平台免费共享3000个水稻种质资源基因组测序数据,项目组还计划建立最完整的“水稻功能基因组和育种信息数据库”,为基础研究和育种应用提供重要信息。这不仅有利于加快水稻优良基因的大规模发掘,突破水稻复杂性分子改良的技术瓶颈,而且加快高产、高质量、广泛适应性新品种的培育过程,全面提高我国和全球水稻基因组的研究和分子育种水平。

在阿里云的对象存储服务和批量计算服务上建立了水稻基因数据公益云平台。阿里云对象存储服务(OSS),它是阿里巴巴云独立开发的分布式存储系统,具有大量的存储空间和几乎无限的扩展能力,可以通过多个数据冗余备份和自动故障恢复机制来确保数据安全。云之稻项目的水稻基因组数据可以通过OSS提供的免费存储和下载服务随时用于全球科学家。同时,阿里巴巴云批量计算服务是专门为基因数据分析等计算密集型应用设计的分布式云服务。其自动资源管理、灵活的任务调度和工作流支持可以大大简化在云上建立水稻基因分析平台的过程。

基因大数据的分析和处理必须面临海量数据传输、数据安全和权限隔离、数据调度和处理如何简单高效、如何找到稳定、可靠、低成本的存储资源等诸多问题。聚道科技开发了Genedock基因数据云服务平台,采用独特的基因数据格式压缩算法,大大降低了数据存储和传输成本,开发了行业一流的分布式调度和执行引擎,大大提高了任务运行速度,降低了运行成本。用户可以在云中直接分析和挖掘3000个水稻核心种质基因组数据,从云中下载数据。

该项目已免费向用户开放,后期将推出新的分析工具,方便科研人员对水稻基因组数据进行深入分析。“在后基因组时代,该项目还将结合功能基因组学习新的生物育种方法和策略,促进食品安全和食品健康的发展。希望全球水稻研究同行能够充分利用这一平台,也希望国家有关部门能够给予关注和支持,促进生物大数据产业的快速发展。黎志康说。

                                                                                                       责任编辑:qxl

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