福建农林大学朱方捷教授团队开发了首个能源草综合多组学数据库，填补了能源草类研究相关数据空白——
能源草研究的“百宝箱”来了
研究人员指导观察珍珠粟。（受访学校供图）
东南网1月27日讯 （福建日报报业集团记者 郑琳琳）发展高效、可再生、环境友好的新能源，是推动全球能源转型、实现低碳经济的关键技术。其中，能源草是生物新能源技术的重要原料。近日，由福建农林大学朱方捷教授科研团队和四川农业大学黄琳凯教授科研团队联合开发的能源草综合多组学数据库（EGDB）和珍珠粟表观基因组图谱正式发布，相关成果发表于生物信息学领域知名期刊“iMeta（IF=23.8）”（《宏基因组与生物信息》）上。
作为目前能源草领域最完善的综合数据平台，该数据库将为能源草功能基因组学与育种学研究提供重要数据，有力促进可持续农业和可再生能源的发展。
何为能源草？
2007年，福建农林大学林占熺研究员首次在国内示范实践能源草发电并获得菌草生物质燃料的相关发明专利，多年来菌草团队一直在紧密跟踪全球能源植物的研究和应用。
那何为能源草呢？能源草并非一种特定植物，而是一类具有快速生长、产量高、适应性强等特点的植物的统称，广泛应用于生物质能源、生态修复等领域。比如被大家所熟悉的巨菌草和象草，它们可以在盐碱地或边际土地上种植，用于生产生物燃料、加工饲料或者改善土壤环境。这种资源化利用，让能源草成为推动绿色发展和可持续农业的重要助力。
“能源草研究是绿色发展的重要方向，它在能源、农业等方面都具有巨大潜力。”林占熺教授表示，“它不仅能帮助解决能源问题，还能为环境治理和生态保护提供新路径。”
记者了解到，本次研究依托福建农林大学国家菌草工程技术研究中心（菌草中心）和海峡联合研究院（未来技术学院）代谢组学研究中心开展，科研成果为能源草研究提供了目前最完善的数据平台，填补了能源草类研究相关数据空白。
“本研究针对目前能源草表观基因组数据稀缺的瓶颈，首次系统绘制了能源草表观图谱，系统注释了255629个非编码功能元件，发现功能元件数量越多，则表明本次研究中使用的方法检测精度越高。这些元件就像基因表达的开关，决定何时开启、关闭或调节基因的强度。”本成果研发团队成员肖嘉靖副教授告诉记者。
汇集11种能源草基因密码
采访中，肖嘉靖现场打开数据库，为记者进行详细介绍和功能演示。该数据库就像一个能源草的“百宝箱”，汇集了包括巨菌草、象草、珍珠粟、芦竹、狗尾草等11种能源草的基因密码，如基因组序列、表观基因组图谱数据等。同时，数据库还为该11种能源草建立了“小百科”，详细记录了能源草的生长特性、环境适应能力等信息。
“基因组就像是生物体的‘完整遗传蓝图’，它记录了所有的遗传信息。通过分析这个蓝图，我们可以更清楚地了解生物遗传特征以及在基因层面上如何发生变化。对于研究能源草来说，这种分析可以帮助研究者快速找到与植物生长、产量或其抗逆性（对逆境的适应和抵抗能力）相关的基因信息，为改善能源草的种植方法和利用提供了重要线索。”肖嘉靖进一步介绍，
除此之外，该数据平台还提供了齐全的在线工具与数据检索。如数据下载功能，用户可免费获取能源草基因组序列、基因调控元件注释等信息；查询功能，可以快速查找不同能源草中的保守基因。“保守基因是进化过程中很少发生变化的基因。这些基因在生物体的进化过程中保持了高度的稳定性，其序列和功能在长时间内几乎没有变化，研究者可以通过保守基因来鉴定物种。也是基于此，研究者可以通过在本平台上查询不同能源草中的保守基因，来进行物种对比。”福建农林大学朱方捷教授说。
咬定“图谱”不放松
作为全球重要的能源及粮食作物之一，珍珠粟因其耐旱性成为能源草研究的理想代表，加之其基因组较其他能源草简单，最终研究团队决定选择珍珠粟作为能源草模式植物，并成功绘制了其表观基因组图谱。然而，珍珠粟表观基因组图谱的构建，正是该研究的一大技术难题。
从2021年起，团队着手开展珍珠粟和巨菌草的相关实验。为了得到相关的表观修饰景观图，团队进行了大量试验，耗时近4年，相关研究方法的创新也已获得了一项发明专利。
“我们要针对珍珠粟的特性，在机械与生化处理条件下不断进行尝试、实验。”肖嘉靖表示，即使初步实验结果令人满意，也不能立即使用这些数据，还需要进行多次重复实验，确保所得到的图谱稳定可靠后，才能进入下一步的实验和数据分析工作。
福建农林大学博士研究生、论文第一作者罗琳感慨：“真正沉下心来做科研时，才明白什么叫‘理想很美好，现实很骨感’。”她坦言，研究并不是常有论文发表这样的“高光时刻”，更多的时候是一个人在实验室熬夜，面对失败的实验结果、混乱的数据，还有不断逼近的截止日期，“下一步，我们还将广泛开展芦竹、巨菌草等其他能源草的表观基因组学研究”。
“科研之路从未止步，EGDB的构建只是一个起点，我们还将继续依托福建农林大学菌草国家工程中心及海峡联合研究院两大优势平台，致力于开发更多能源草相关技术，为实现科研新突破、‘双碳’目标努力。”朱方捷坚定地说。
