一种识别林木发育转换时间点的计算技术诞生

      绿色新闻网报道  近日，我校计算生物学中心研究团队发明一种能识别林木发育转换时间节点的计算技术。该项技术已在国际著名植物学刊物《New Phytologist》(2015年影响因子: 7.672) 上在线发表。

      据了解，发育转换是植物学研究的一个重要概念，它着重探讨植物从幼苗期向成年期过渡、从营养生长向有性生殖过渡的生物学机理。传统的发育转换概念是研究植物形态性状的离散型变异，比如, 同一株植物不同年龄、不同部位的叶片形态存在显著差异，同一株植物花枝与营养枝存在显著差异。国际上对造成这种所谓的“异型叶”、“异型枝”的生物学机理已有深入研究。近年来，人们更从microRNA、糖代谢产物、甲基化修饰等方面探讨了形成发育转换的生理生化通路与关键因子。

      计算生物学研究团队打破传统的对发育转换的理解，认为发育转换的发生是一个连续的、非离散的过程。植物内部存在一种孕育发育转换、指令植物从幼年期向成年期过渡的推手。植物什么时候、用什么方式开始行使这种机制，是其对所处环境的适应性反应，以力求在各种竞争中处于不败之地。

      有鉴于此，该团队充分利用自身在统计建模中的优势，把具有生物学意义的数学模型巧妙引进发育转换研究，成功推导出发育转换发生的关键时间节点，并利用全基因组关联分析方法捕获决定发育转换发生的关键QTL。这一思路打破传统描述性思维，具有精确、系统等特性，从而填补了当前发育转换研究的空白。

      通过与南京林业大学合作，该项技术已成功地应用于发现杨树树干生长的发育转换时间节点，以及调控这些时间节点的关键QTL。

      美国宾夕法尼亚大学生物学系杰出教授、美国科学院院士Scott Poethig在评价这一工作时指出，用数学模型发现植物发育转换节点，是精确研究植物生长发育机理的必要手段，将具有广泛的应用前景。

      据《New Phytologist》主编所述，该项技术及其在林木发育研究上的有效应用，将会引领植物发育研究的方向，具有明显的创新意义。

      这项技术由我校计算生物学中心博士生姜立波在其导师邬荣领教授的指导下所创建，青年教师叶梅霞等参与模型构建。南京林业大学同行提供数据，也作为重要参与者。此外，参加该项技术研发的还有中国林业科学研究院同行等。

      据悉，我校计算生物学中心正在利用这项技术设计试验，产生自己的数据，一批原创性成果将陆续推出。

      论文链接： http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.13907/full （A19）