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美国植物基因组研究计划2014-2018
日期:2018-03-20 作者:编译:郑怀国 来源:农科智库 点击:
     美国植物基因组计划(National Plant Genome Initiative, NPGI)于1998年正式启动,该计划在美国国家科学基金会(NSF)的支持下,成立了由美国农业部(USDA)、能源部(DOE)、国立卫生研究院(NIH)、国家科学基金会(NSF)、科学与技术政策办公室(OSTP)、管理与预算办公室(OMB)和美国国际开发署(USAID)等组成的植物基因组跨机构工作组(Interagency Working Group in Plant Genome, IWG),IWG每5年制定一项5年计划来指导协调基因组研究工作。该计划旨在建立对植物基因组结构和功能的基本认知,并在此基础上形成对重要经济作物和具有潜在经济价值的植物的生长发育调控机制的全面理解。
    美国植物基因组计划(NPGI)2014—2018五年计划,强调进一步促进信息开放、数据共享和提高研究工具和数据库的交互性,以改善农业生产实践、减少对环境资源的依赖、应对全球气候变化带来的挑战。通过计划的实施将实现以下目标:
    目标1:建立新一代数据库和工具,以支持创新链上从基础研究到广泛应用的各个环节。内容包括:建立新一代植物数据库体系;完善数据可视化工具和分析工具;提升高通量基因分型技术的可获取性;开展作物表型的实地测试;促进基因组工程工具的开发与应用;完善生化筛查工具。
    目标2:构建植物种质资源网络,以满足21世纪国家研究和育种的需求。内容包括:扩展新群体,促进基因组研究、形状分析和作物改良;促进基因资源库和遗传多样性的有效管理,保证研究和育种顺利开展;生成经表型分型和序列索引处理的遗传资源;推动信息资源互联化、网络化,扩大种质的利用。
    目标3:研发并运用先进工具,以增进对植物生物学的理解,促进精确植物育种,支持建立涵盖食物供给、生物能源、工业化原料生产在内的可持续体系。内容包括:贯穿植物体生长发育全过程,建立生命周期系统观;创立新一代表观基因组研究,解读表观基因组代码;深入认识植物矿物质代谢,研究植物对氮和磷的利用效率;加深对代谢分区的认识;深挖植物微生物相互作用,探索植物育种的系统性方法;研发新作物模型,整合变异、生理学和环境信息用于预测模型;开发利用高通量表型分型新工具和新方法;分析和评估不同环境中植物的遗传多样性;深入认识基因功能和蛋白质功能。
    目标4:为劳动力配备新一代工具和资源。加大对跨学科研究生教育项目的支持,培养新一代植物科研和育种人才,支持下一代数据库系统的设计构建,iPlant、KBase及国家作物基因组和基因数据库系统将为新一代植物科研和育种人员提供坚实支持。
    目标5:增进公私部门合作,促进基础研究成果向实际应用的转换,支持生产实践中的创新。协调公私部门投入,促进基础研究成果向下游应用转化。
    目标6:加强国际合作,广泛分享研究成果。支持发展基因组研究公共资源和分析工具,协调各方努力,发展完善通用数据集,促进核心基因组注释工作,促进种质资源的国际共享。
经验与启示:
    通过对NPGI研究目标和内容的扫描,可洞悉美国在植物基因组研究方面的科研部署,对我国在这一领域研究规划的制定、研究重点的部署具有借鉴和参考意义。
    分析发现,美国制定了积极应对植物基因组研究领域日益激烈的国际竞争、努力抢占植物基因组研究制高点的科技战略。NPGI的组织和运行方式有利于推动重大项目的进展,有利于各研究机构的资源与技术整合,有利于促进基础研究成果向实际应用的转化,有利于课题研究和学科发展,值得我国借鉴。为确保我国植物基因组研究的国际地位, 应当合理配置该领域的研究资源,重视信息技术在生物育种全过程的应用;加强种质资源及信息的收集与管理,推进数据的开放与共享;重视先进研究工具和数据库的开发应用;重视基础科学研究,注重对植物生物学的理解;重视人才培养,为所有层次的研究人员提供培训机会;提倡广泛的合作,这包括跨部门的合作和研究机构与公司间的合作;给予连续性和稳定性的资助。(来源:美国国家科学技术委员会   北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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