我们一行四人于2017年1月13日至20日参加了第25届国际植物和动物基因组学大会，现就会议期间的交流、访问等事宜进行小结。本届大会于当地时间2017年1月14日至18日在美国加利福利亚州圣地亚哥的Town & Country Hotel举行，本次大会由PAG组委会组织，会议主席是Stephen R. Heller教授。

    本次大会有超过6000名动植物领域的专家和研究者注册参加。整个会议围绕150多个专题展开，进行了近1000场交流报告和1200多份海报展示。会议内容丰富且精彩纷呈，几乎涵盖了动植物基因组学研究的各个方面，有不同动植物基因组的测序、基因的定位、功能鉴定和进化分析，还有反向遗传学利用各种生物信息学的方法进行基因的分析挖掘，从功能基因组学、发育生物学、环境生物学、生物信息学等不同角度展开了各式各样的交流报告，时常会出现多个感兴趣报告同时进行的情况，因此我们只能做出取舍，择其优者。

    本次大会的7个特邀报告中，有2个是关于现今热门的微生物组学Microbiome。给动植物基因组学大会带来了新的内容。随着基因测序技术的不断成熟，人类和各种动植物基因组研究也日趋成熟，微生物组这个新兴领域已受到越来越多的科学工作者的重视。我们所吃的和所喝的任何东西都会影响体内肠道的菌群，而且这对人类的健康也会带来潜在的影响。马里兰大学医学院的医学和微生物学和免疫学教授Claire M. Fraser给我们介绍了healthy microbiome的概念，对病原体与肠道微生物间的关系作出了深入浅出的讲解。围绕痢疾这个疾病，利用猕猴作为实验对象，全面系统的介绍了这个新兴领域。

    来自美国奥本大学Zhanjiang Liu实验室在catfish（鲶鱼）中进行的GWAS两份墙报均获得了最佳墙报奖。鲶鱼是美国主要的水产物种，占水产业超过60%的份额。生产上用的最多的就是雌性channel catfish美洲鲶（Ictalurus punctatus)与雄性blue catfish蓝鲶(I. furcatus)杂交获得的后代。第一份墙报的研究内容分析了鲶鱼中耐热的SNP。为了应对全球变暖，筛选鲶鱼中的耐热基因以供培养出耐热的鲶鱼意义重大。研究者首先构建分析群体，将雌性美洲鲶与雄性耐热品种蓝鲶进行杂交获得F1的雄性杂种，在从与雌性美洲鲶进行回交的后代中，筛选出具有高温耐受或高温敏感这样极端表型的192个后代。然后用250K的鲶鱼SNP芯片进行GWAS分析，检测到3个leading SNP，得到14个与高温耐受有关的候选基因。第二份墙报同样是利用了鲶鱼的回交群体，但关注了生长速率这个重要的性状。众所周知，快速生长的鱼不仅能提高产量，而且还能增加存活率。因此，该研究利用GWAS分析与鲶鱼生长速率有关的QTL。不同于耐热这样的质量性状，生长速率为数量性状，故研究者暂时只筛选到了几个QTL。与上一项研究同样的回交群体，从中挑选556个后代组成的遗传群体中调查体重的表型。同样的SNP芯片进行GWAS分析筛选到了与体重相关性最为显著的linkage group 5中近1Mb的QTL区间。该区间内的多个基因已知与肌肉和骨头发育有关，另外还有人类和猪中报道与肥胖有关的基因，但还需要进一步的精细定位和功能鉴定。这两项研究立意明确，着眼于生产应用中重要的性状，从构建遗传群体，到设计SNP芯片，再到GWAS分析，思路清晰，一气呵成，最终得到了很好的候选基因。墙报制作精美，整洁，易懂。不管是从研究思路的角度，还是墙报设计，都值得我们学习。

    来自爱尔兰的研究者Rathore等评价了带有油菜素内酯brassinosteroid (BR)-insenstive 1 (BRI1)突变的大麦Uzu品系与亲本对白粉病和叶斑病的抗性水平，因为有报道指出BRI1的突变，即一个BR膜受体的突变，可以提高植物对真菌病害的抵抗力。但是，通过2015和2016这两年的田间抗病评价，并未发现两个不同大麦品种的突变材料分别与各自的亲本在抗白粉病和叶斑病能力上的差异。作者紧接着从小麦TILLING突变材料中挑选出18个BRI1的突变体。突变体与亲本回交获得BC2材料中，观察到叶片卷曲和株高变矮。BC3材料的获得和表型鉴定也正在进行中。本研究告诉我们，科学远比想象的复杂。有可能得到的实验结果与预期不符，但只要是通过严谨的实验设计和多次重复得到的数据，我们就可以相信。当然，更需要有打破砂锅问到底的精神，继续深入研究，最终我们一定能获得真理。来自中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的Huang Jinquan带来了杜松烯合酶(+)-δ-cadinene合酶(CDN, 倍半萜合酶)和8-hydroxy-(+)-δ cadinene合酶(CYP706B1, P450单加氧酶) 在棉属中的进化分析。已知，棉花可以分泌棉酚和有关的倍半萜物作为植物抗毒素起作用。作者从棉酚的生物合成途径中分离两个杜松烯合酶，然后和15个代表物种中的591个萜类合酶和159个CYP706家族成员进行进化分析发现CDNs和CYP706B1属于新进化出来的且在棉属中特有。其中CYP706B被发现仅在锦葵目中，包括棉花和可可豆。这也说明P450酶在植物产生特有的代谢物中起到重要作用。另外一项与萜类物质有关的研究是围绕桉树展开。桉属的植物叶片中可以产生大量具有经济价值的萜类物质，而且物种间的变异丰富。桉树包括桉属(Eucalyptus)、杯果木属(Angophora)和伞房属（Corymbia）3个属。澳大利亚塔斯马尼亚大学Jakob B. Butler对新近组装获得的巨桉（Eucalyptus grandis）和柠檬桉（Corymbia citriodora subsp. variegata）这两个桉树不同属的品种基因组测序结果中的萜类合酶基因进行了比较分析，给我们带来了最新的研究成果，有助于我们加深对植物萜类合酶基因的认识和理解。

    玉米致死坏死病（Maize Lethal Necrosis Disease，MLND）是由玉米枯黄斑点病毒（Maize Chlorotic Mottle Virus，MCMV）和任何感染玉米的病毒共侵染引起的。在生物胁迫（如干旱）胁迫下，仅MCMV一种病毒就能使植物感染获得严重的症状(Mahuku et al., 2015)。MLND起源于美洲，2011年在肯尼亚被发现，继而扩散到整个东非，给玉米种植业带来了灾难性的后果。随后，MLND又在中国，西班牙和厄瓜多尔等地蔓延，其危害范围日益扩大。目前，仍然没有关于MCMV的抗性基因被鉴定出来，因此开发新的抗病方法刻不容缓。来自爱荷华州立大学的研究人员为我们带来了新的思路。以往的研究鉴定了一系列植物病毒的抗性基因，而所有这些基因都是翻译起始因子eIF4E的突变等位基因，编码eIF4E的异构形式eIFiso4E，或eIF4G或eIF4G的异构形式eIFiso4G。在植物中，eIF4E和eIF4G作为一种帽结合蛋白，可以特异性地识别mRNA的5’端的帽子结构，并招募核糖体，在翻译的起始过程中发挥重要作用。MCMV的RNAs并不含有5’端的帽子结构，然而，这些病毒RNA在3’非编码区具有一种不依赖帽子结构的翻译原件（Cap-Independent Translation Element，CITE），能够远距离的与翻译起始因子进行互补配对，使翻译因子与5’UTR连接并起始病毒RNA的翻译。这个过程是病毒所特有的，利用这一点，可以在不影响植物mRNAs翻译的前提下打断病毒RNA的翻译。研究人员首先利用荧光素酶报告基因在MCMV基因组中定位到3’CITE的具体位置。然后通过选择性2-羟基酰化引物延伸法（Selective 2’-Hydroxyl Acylation Analyzed by Primer Extension Assay，SHAPE）进一步分析了MCMV 3’CITE的二级结构。利用凝胶迁移阻滞电泳（Electrophoretic Mobility Shift Assay，EMSA）实验证明与MCMV 3’CITE结合的正是eIF4E。研究人员还发现，玉米eIF4E与MCMV 3’CITE结合的方式相比其与自身mRNA帽子结构结合的方式并不相同。接下来，研究人员提供了两条可行的方案：其一，筛选具有不与MCMV 3’CITE结合的eIF4E的玉米自然品种；第二，通过CRISPR/Cas9对玉米eIF4E进行基因编辑以阻碍其与MCMV 3’CITE结合。以该研究为基础，在玉米中开发具有不结合MCMV 3’CITE特性的eIF4E等位基因的MCMV抗性品种，将成为防治玉米致死坏死病的有效方法。

    来自冷泉港实验室的Stein为我们展示了利用谷物比较图谱资源库Gramene comparative genomics database（www.gramene.org）挖掘水稻抗病基因。通过这个数据库，他们在11个栽培稻和野生稻中找到了超过4500个NB-ARC结构域的R基因（NLR）。大部分的NLR基因都是成簇存在，并且通常与远源基因形成复杂的排列。R基因的配对系统需要两个基因，其典型的特征为：头对头连接结构、远源基因配对和异常的结构域。在水稻中有3组R基因配对系统，Pik-1/Pik-2(Ashikawa et al., 2008)、RGA4/RGA5(Okuyama et al., 2011)和Pi5-1/Pi5-2(Lee et al., 2009)。头对头的排列方式在异源基因对中大量存在，具有保守性，并存在异常的结构域，说明这些R基因配对很可能具有功能。单倍型多样性和特异性抗性的进化很可能是不同结构域之间发生转换的原因，这使得R基因配对系统的结构发生巨大的变化，并为“整合陷阱假说”（integrated decoy hypothesis）(Bernoux, Moncuquet, Kroj, & Dodds, 2014)提供了新的支持。该研究为我们大范围快速筛选水稻抗病基因提供了一个很好的思路。随着大数据的发展，如何将分子生物学的基础知识和生物信息学相结合以高效并准确的筛选到目的基因将成为研究人员着重研究的问题。

    还有很多非常精彩的报告，我们无法逐一列举。本次大会为我们带来了全球最新的研究热点和研究成果，给予我们新的启发的同时更让我们深刻的反思自己以往的工作。在会议的过程中，我们还结识了几位同领域和不同领域的研究人员，并对彼此擅长和感兴趣的研究方向进行分享和讨论，扩宽了彼此的思路和眼界。本次大会给我们带来的影响是长久和深远的，接下来我们会将系统的整理大会为我们带来的新方向和新思路，将这些新的启发应用于自身的课题研究当中。