NGD：水生植物莲的基因组遗传变异与表达数据库 | CNGBdb收录数据库推荐

莲（俗称荷花）为水生植物，是我国十大传统名花之一。由于莲起源较早，对研究被子植物（有花植物）的起源与演化具有重要指导意义；同时莲广泛的园林景观应用、兼具食用和药用等重要价值，引起国际学者的广泛关注。

中国科学院武汉植物园水生植物生物地理学学科组联合武汉市园林科学研究院科研人员构建了全球首个莲的基因组遗传变异与表达数据库：Nelumbo Genome Database（NGD），为莲的基因组进化、分子遗传以及分子育种等领域的研究及实验设计提供了宝贵的基因组资源。

NGD包含了中国古代莲最新基于HI-C技术的染色体水平基因组组装序列，收录了注释到的150,589个mRNA转录本异构体和34,481 个具有完整开放阅读框的基因；同时还整合了62个新测序的荷花栽培品种和26个此前已报道的栽培品种的遗传变异和关键性状；随着BLAST、BLAT、Primer、Annotation Search、Variant和Trait Search等应用程序的部署，用户可以通过NGD进行序列分析和基因搜索。

NGD的主要功能

基因组浏览及信息搜索

通过数据收集和下游处理，NGD提供了最完整的莲基因组组装数据，可以通过GBrowse或JBrowse进行浏览。基因、序列、氨基酸、SNPs和indels均可通过GBrowse查看。

基因信息页面包括来自PFAM、KEGG、GO、KOG、SwissProt、TrEMBL和Nr等数据库的基因剪接结构、序列和功能注释。在NGD中，也可以通过关键词搜索基因。

基因组浏览及信息搜索示例

表达谱可视化

基于 RNA-seq的跨不同组织的表达谱也是可检索的，并且可以通过热图进行可视化。

表达谱可视化示例

基因共表达网络分析

研究团队基于RNA-seq表达数据，采用WGCNA方法构建了莲基因网络(NGN)。通过设置权重阈值，可以检索查询基因在基因网络中的共表达基因；这些共表达基因可能与查询基因参与相同的生物学过程。

基因共表达网络分析示例

基因组比对及引物设计

用户可通过BLAST或BLAT根据序列相似性在NGD中进行搜索比对；PCR实验的引物也可以直接在NGD中设计。

此外，用户还可以通过“Download”功能下载NGD中的数据；使用“TRAIT”模块可以通过点击不同的性状选择和添加名称来检索表型；“Browse”模块可以浏览变异、注释、基因家族、转录因子和发表文献等信息；“Search”模块可进行基因及表型的搜索。

NGD访问地址：nelumbo.biocloud.net或http://nelumbo.cngb.org.

该数据库以及相关研究成果以“Nelumbo genome database, an integrative resource for gene expression and variants of Nelumbo nucifera”为题在Nature出版集团旗下学术期刊《Scientific Data》（IF2020=5.541）上在线发表。中科院武汉植物园水生植物生物地理学学科组李会博士和武汉市园林科学研究院杨星宇博士为论文并列第一作者，中国科学院水生植物与流域生态重点实验室石涛副研究员和陈进明研究员为论文共同通讯作者，该研究成果得到了中国科学院战略重点研究计划（XDB31000000）、国家自然科学基金（31570220、31870208和31700197）、中国科学院青年创新促进会（2019335）、武汉市园林和林业局（WHGF2019A10）、湖北省自然科学基金（2019CFB275）和湖北省青年科技晨光计划的项目资助。

中国科学院武汉植物园

中国科学院武汉植物园筹建于1956年，1958年正式成立，是集科学研究、物种保存和科普教育为一体的综合性科研机构，是我国三大核心科学植物园之一。其遵循“三个面向”、“四个率先”的办院方针，制定了率先行动实施计划和“一三五”发展规划，在“县域特色生态农业模式研发与示范”、“丹江口库区高效生态农业及水环境保护”、“东非植物资源开发与半干旱区现代农业示范”三个方向寻求重大突破，并重点培育第四纪冰川古老孑遗植物区系构建与进化机制、水生植物适应性进化与生态系统建构功能、流域生态过程及其调控机理、特色农业植物重要经济性状分子调控和新品种创制、植物资源引种驯化与综合保育共五个特色研究方向。

武汉市园林科学研究院

武汉市园林科学研究院成立于1973年，是全国最早成立的科研院所之一，主要从事濒危植物及古树名木保护与研究；植物病虫害研究与防控；植物营养研究、土壤、基质、肥料和灌溉水检测与改良；园林技术标准编制；园林职业技能鉴定及继续教育培训；园林生态环境研究；花卉、苗木中试与生产等。作为武汉城市绿化服务的公益型、应用型综合性科研院，经过40多年的发展壮大，其已成长为华中地区综合实力最强的园林科研机构，科研实力和技术开发能力在全国同行中名列前茅。

参考文献

Li H, Yang X, Zhang Y, et al. Nelumbo genome database, an integrative resource for gene expression and variants of Nelumbo nucifera[J]. Scientific data, 2021, 8(1): 1-7.

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