WP-MOD：解锁木本植物研究新大门的多组学数据库，助力生态与科研发展

为解决木本植物研究缺乏专用数据库及数据处理难题，南京林业大学研究人员开展 WP-MOD 数据库相关研究。结果显示该数据库整合多数据及工具，意义重大。推荐科研读者阅读，助您深入了解木本植物研究新突破。

　　

在神秘的植物世界里，木本植物（包括树木、灌木和木质藤本植物）可是陆地生态系统的重要 “守护者”。它们不仅在维持生物多样性、调节气候方面发挥着关键作用，还为人类提供了木材、燃料、药材和食物等重要资源，与我们的生活息息相关。

然而，对木本植物的研究却面临着重重困难。与拟南芥和水稻等模式植物相比，木本植物的研究明显滞后。这其中一个重要原因就是缺乏专门为木本植物打造的数据库。虽然近年来多组学数据（如基因组学、转录组学、蛋白质组学等多层面的生物学数据）不断积累，为植物研究带来了新的契机，但这些复杂的数据在管理、分析和再利用上给研究人员带来了巨大挑战。现有的大规模数据库，像 NCBI、Phytozome 和 Ensembl Plants 等，虽然功能强大，但并不能完全满足木本植物研究的特殊需求。而一些专门针对木本植物的数据库，如 PPGR 和 TreeGenes，在物种覆盖范围和组学数据类型上又存在局限性，而且现有的数据库普遍缺乏分类学和种质资源信息。

为了解决这些难题，南京林业大学生命科学学院的研究人员在《PLANT COMMUNICATIONS》期刊上发表了题为 “WP-MOD: a multi-omics and taxonomy database for woody plants” 的论文。他们成功开发了木本植物多组学数据库（WP-MOD，https://www.woodyplant.com ），为木本植物研究开辟了新道路。这一成果意义非凡，它为研究人员提供了一个全面且便捷的平台，有助于推动木本植物在各个领域的研究，对木本植物的保护和可持续管理也有着重要作用。

研究人员在开发 WP-MOD 数据库时，运用了多种关键技术方法。在数据收集方面，从 NCBI Genome、Ensembl Plant 和 Phytozome v13 等多个公共数据库收集了 373 种木本植物的基因组数据 。对于 RNA-seq 数据，先从 NCBI SRA 下载原始数据，再经过格式转换、质量控制、序列比对等一系列处理流程进行分析。其他组学数据，如 sRNA-seq、ChIP-seq、ATAC-seq 和 BS-seq 数据，也都有各自严格的数据处理和分析流程。此外，还利用了多种工具和程序，像 InterProScan 进行基因注释，PlantTFDB 预测转录因子，OrthoFinder 识别直系同源基因等。

下面来看看 WP-MOD 数据库都有哪些厉害之处吧。

WP-MOD 的内容

WP-MOD 数据库在设计时充分考虑了科研人员的使用习惯和需求，界面简洁易懂，新手也能快速上手。它的主要页面包括 “物种”“分类” 和 “工具”，子页面根据数据类型和分析工具的用途进行了清晰分类。

在数据方面，WP-MOD 涵盖了 35 目 373 种木本植物的生物学和多组学数据，几乎囊括了所有公开的木本植物基因组数据。目前，它收集了大量的各类组学数据集，还精选了部分代表性数据集进行重新分析。此外，数据库中还包含丰富的相关研究论文、分类学信息、种质资源、转录因子家族、直系同源组信息，以及对生物合成基因簇的特征描述。

WP-MOD 的功能

1. 首页：就像数据库的 “大门”，首页设置了导航栏、简介、物种快捷入口和最新消息四个模块。导航栏方便用户快速找到所需功能；简介模块用图文并茂的方式让用户对数据库有初步了解；物种快捷入口可以让用户一键直达 373 种木本植物的详细页面；最新消息模块则能让用户及时掌握数据库的更新动态和木本植物研究的前沿资讯。
2. 物种：“物种” 页面就像一本详细的木本植物百科全书，列出了 373 种木本植物的子页面。用户可以通过学名快速搜索，也能按照物种目进行浏览。进入具体物种的详细页面后，又分为 “物种信息”“组学数据” 和 “组学分析” 三个模块。“物种信息” 模块提供了物种的基本信息，还展示了该物种组学数据的类型和数量，并且列出了丰富的种质资源，方便研究人员查询全球种质资源分布情况。“组学数据” 模块展示了该物种的多组学数据，用户可以直接下载基因组和注释文件。“组学分析” 模块则提供了多种序列分析和组学分析工具，方便研究人员深入探索物种的奥秘。
3. 分类：“分类” 页面整合了来自可靠来源的分类学信息，为用户提供了一个有序、易操作的界面，方便探索 373 种木本植物的分类和命名。用户点击任何一个学名，就能查看该物种的详细分类信息和植物图片，这个页面既有助于学术研究，也能用于植物学科普教育。
4. 序列分析工具：WP-MOD 提供了一系列强大的序列分析工具。Blast 工具可以帮助研究人员在 373 种木本植物基因组中搜索同源序列，还能选择多种算法和数据库；JBrowse 工具让用户能够直观地可视化基因组信息，整合多组学数据；Gene Retrieval 工具可以快速检索特定基因的序列；Gene Annotation 工具能为 182 种木本植物的基因提供功能注释；Transcription Factor 工具帮助用户搜索多种木本植物中的转录因子；Gene Orthologs 工具用于搜索和分析 96 种不同木本植物的直系同源基因；Search by GO 工具支持用户基于 GO ID 搜索基因；PlantiSMASH 工具则能识别植物基因组中的次生代谢产物。
5. 组学分析及其他工具：在组学分析方面，WP-MOD 同样表现出色。Transcriptome 工具能帮助用户分析不同组织和处理条件下的基因表达水平，结果可以通过交互式热图、折线图和汇总表展示；MicroRNA 工具展示了从多个 sRNA-seq 文库中鉴定出的 miRNA 信息；ChIP 工具、ATAC 工具和 Methylation 工具分别用于分析 ChIP-seq、ATAC-seq 和 BS-seq 数据，帮助研究人员了解基因调控机制。此外，数据库还提供了 Literature 工具，方便用户搜索与 342 种木本植物相关的 80,060 篇论文；Primer Design 工具基于 primer3 核心程序，为分子实验设计引物提供了便利；Phylogenetic Tree 工具展示了主要木本植物类群的系统发育树，帮助研究人员了解物种间的进化关系。
6. 数据：“数据” 页面方便用户下载 WP-MOD 中的所有数据，数据按照类型分类存储，查找和下载都很方便。

总的来说，WP-MOD 数据库的诞生，为木本植物研究带来了新的曙光。它整合了丰富的分类学信息和多组学数据，还配备了实用的分析工具，大大降低了研究人员获取和分析数据的难度。有了 WP-MOD，研究人员可以更高效地开展木本植物的遗传和分子研究，深入探索木本植物的生物学特性、生态功能和进化历程。这不仅有助于推动木本植物基础研究的发展，还能为木本植物的保护和可持续管理提供有力支持。

随着测序技术的不断发展和成本的降低，未来 WP-MOD 数据库还有很大的提升空间。研究人员计划构建泛基因组，更全面地展示物种的遗传多样性；同时，将机器学习等先进技术融入数据库，提高数据注释的准确性和分析能力。相信在不断的完善和发展中，WP-MOD 会成为全球木本植物研究人员不可或缺的得力助手，助力木本植物研究取得更多突破性的成果，让我们对这个神奇的植物世界有更深入的了解。