学术信息
近日，我校农学院姚文副教授联合华中农业大学欧阳亦聃团队、河南省农科院周正富团队在Plant Communications发表了题为“funPlantGenes: A manually curated pan species knowledgebase for functionally characterized plant genes”的论文。该研究首次构建了跨物种的植物功能基因知识库（https://funplantgenes.henau.edu.cn/），旨在为全球植物功能基因组学、跨物种比较基因组与作物分子育种提供一站式数据与分析平台。funPlantGenes直击植物功能基因数据高度碎片化、难以跨物种比较转化等核心痛点，将来自129个不同植物物种的功能基因整合到统一的知识库中，并搭建了标准化的功能分类体系与模块化分析框架，为植物功能基因信息查询浏览、跨物种基因功能预测和重要农艺性状基因挖掘提供了高效分析平台。
研究背景
解析基因功能是植物基础研究与育种应用的核心驱动力。尽管发展迅速，植物功能基因组学领域仍面临数据高度碎片化的严峻挑战。大量已鉴定功能的基因信息散落在无数出版物和少数单物种数据库中，严重阻碍了跨物种比较分析，并限制了从模式植物到重要作物的研究成果转化。这种数据整合困境限制了功能基因组学巨大潜力的充分发挥。目前整个植物界仍缺乏一个集中收录经实验验证的基因功能的权威数据库，导致这些重要发现难以高效转化为育种应用。因此，构建一个覆盖多物种、以实验证据为核心、支持便捷检索与跨物种比较的功能基因知识库，已成为推动植物功能基因组学向精准育种应用跨越的迫切需求。
研究内容
funPlantGenes的构建遵循严谨的双策略方法，最终获得811,184条经整理的功能基因条目。第一阶段侧重于系统整合来自九个权威公共数据库的基因信息，包括：TAIR、funRiceGenes、MaizeGDB、WheatOmics、SoyBase、PlantCFG、Gramene、植物抗病基因数据库（PRGdb）以及植物转录因子数据库（PlantTFDB）。所有检索到的数据均经过解析和标准化处理，以确保跨来源的一致性。作为补充，我们随后设计了密集的人工整理流程，直接从科学文献中捕获最新的、经实验验证的功能基因数据。这一劳动密集型过程需要投入大量时间和精力，涉及手动提取关键信息，包括基因名称、基因符号、基因标识符、功能描述、基因组版本及相关链接。为确保文献覆盖的全面性，我们实施了多源发现策略，将PubMed 中的系统检索与从主要期刊网站直接检索相关文章相结合。通过该流程，我们筛选了约18.3万篇研究论文，从中提取并注释了近9.8万个有直接实验证据支持的基因。这些文章来源于215种经同行评审的期刊，涵盖了植物科学领域的所有主流刊物，如Nature Plants、The Plant Cell、Molecular Plant、Plant Communications等。这两个互补的数据集通过交叉参照和重叠条目的严格比对进行整合，形成一个非冗余的综合性基因集。为了融入系统发育基因组学分析能力，我们使用OrthoFinder对129个组成物种进行了全蛋白质组的相互比对。该分析构建了高分辨率的同源关系网络，将模式物种中已功能鉴定的基因与注释较少的作物中的对应基因联系起来，从而能够基于进化保守性进行跨物种功能预测。随后，将整合后的数据系统性地归入 2,517个标准化功能类别，每个类别由特定的表型或功能关键词定义。主要类别包括：抗病性（407,836条）、开花（75,943 条）、基因家族（345,693 条）以及转录因子（312,271 条）。利用上述庞大的功能基因数据集，funPlantGenes开发了六大核心功能模块，包括：物种浏览模块Species、基因浏览模块Genes、功能关键词浏览查询模块Function、序列比对模块BLAST、蛋白功能注释模块SeqToFun及基因功能富集分析模块GSEA，各模块协同工作，为用户提供一站式、多维度的植物功能基因挖掘与分析服务，六大模块数据互通、功能互补，全面满足植物功能基因组学研究中数据浏览、基因检索、序列分析、功能注释、富集挖掘等多样化需求，为高效开展基因发掘与机制研究提供了强大支撑。此外funPlantGenes具有操作界面友好、持续动态更新、社区协同共建等特点，其模块一体化界面实现了多种类型数据智能串联与一站式可视化，大幅提升了功能基因的高效检索、深度功能挖掘与候选基因精准筛选的效率，为植物功能基因组学研究提供了便捷高效的分析环境。
河南农业大学硕士研究生曹金彪和河南农科院周正富研究员为论文共同第一作者，河南农业大学姚文副教授、华中农业大学欧阳亦聃教授、和河南农业大学贾利华博士为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中原科技创新领军人才计划、河南省重点研发与推广专项、湖北省自然科学基金重点项目、中央高校基本科研业务费专项资金、国家现代农业产业技术体系专项以及河南省自然科学基金的资助。研究工作需要的服务器资源协调和配置得到了河南农业大学信息化办公室杨照岩主任的大力支持和帮助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101872
研究背景
解析基因功能是植物基础研究与育种应用的核心驱动力。尽管发展迅速，植物功能基因组学领域仍面临数据高度碎片化的严峻挑战。大量已鉴定功能的基因信息散落在无数出版物和少数单物种数据库中，严重阻碍了跨物种比较分析，并限制了从模式植物到重要作物的研究成果转化。这种数据整合困境限制了功能基因组学巨大潜力的充分发挥。目前整个植物界仍缺乏一个集中收录经实验验证的基因功能的权威数据库，导致这些重要发现难以高效转化为育种应用。因此，构建一个覆盖多物种、以实验证据为核心、支持便捷检索与跨物种比较的功能基因知识库，已成为推动植物功能基因组学向精准育种应用跨越的迫切需求。
研究内容
funPlantGenes的构建遵循严谨的双策略方法，最终获得811,184条经整理的功能基因条目。第一阶段侧重于系统整合来自九个权威公共数据库的基因信息，包括：TAIR、funRiceGenes、MaizeGDB、WheatOmics、SoyBase、PlantCFG、Gramene、植物抗病基因数据库（PRGdb）以及植物转录因子数据库（PlantTFDB）。所有检索到的数据均经过解析和标准化处理，以确保跨来源的一致性。作为补充，我们随后设计了密集的人工整理流程，直接从科学文献中捕获最新的、经实验验证的功能基因数据。这一劳动密集型过程需要投入大量时间和精力，涉及手动提取关键信息，包括基因名称、基因符号、基因标识符、功能描述、基因组版本及相关链接。为确保文献覆盖的全面性，我们实施了多源发现策略，将PubMed 中的系统检索与从主要期刊网站直接检索相关文章相结合。通过该流程，我们筛选了约18.3万篇研究论文，从中提取并注释了近9.8万个有直接实验证据支持的基因。这些文章来源于215种经同行评审的期刊，涵盖了植物科学领域的所有主流刊物，如Nature Plants、The Plant Cell、Molecular Plant、Plant Communications等。这两个互补的数据集通过交叉参照和重叠条目的严格比对进行整合，形成一个非冗余的综合性基因集。为了融入系统发育基因组学分析能力，我们使用OrthoFinder对129个组成物种进行了全蛋白质组的相互比对。该分析构建了高分辨率的同源关系网络，将模式物种中已功能鉴定的基因与注释较少的作物中的对应基因联系起来，从而能够基于进化保守性进行跨物种功能预测。随后，将整合后的数据系统性地归入 2,517个标准化功能类别，每个类别由特定的表型或功能关键词定义。主要类别包括：抗病性（407,836条）、开花（75,943 条）、基因家族（345,693 条）以及转录因子（312,271 条）。利用上述庞大的功能基因数据集，funPlantGenes开发了六大核心功能模块，包括：物种浏览模块Species、基因浏览模块Genes、功能关键词浏览查询模块Function、序列比对模块BLAST、蛋白功能注释模块SeqToFun及基因功能富集分析模块GSEA，各模块协同工作，为用户提供一站式、多维度的植物功能基因挖掘与分析服务，六大模块数据互通、功能互补，全面满足植物功能基因组学研究中数据浏览、基因检索、序列分析、功能注释、富集挖掘等多样化需求，为高效开展基因发掘与机制研究提供了强大支撑。此外funPlantGenes具有操作界面友好、持续动态更新、社区协同共建等特点，其模块一体化界面实现了多种类型数据智能串联与一站式可视化，大幅提升了功能基因的高效检索、深度功能挖掘与候选基因精准筛选的效率，为植物功能基因组学研究提供了便捷高效的分析环境。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101872