今年夏天，美國能源部(DOE)聯(lián)合基因組研究所(JGI)，美國能源部科學(xué)用戶設(shè)施辦公室，通過在一個(gè)月內(nèi)對(duì)核桃20.4萬億堿基(Terabases或Tb)進(jìn)行測(cè)序，創(chuàng)造了“機(jī)構(gòu)最佳”記錄加利福尼亞州克里夫市?？紤]到序列生成的可能性，JGI 社區(qū)科學(xué)計(jì)劃(CSP)提案的年度呼吁包括每個(gè)提案的2.5 Tb序列數(shù)據(jù)上限，但協(xié)作提案可能要求多達(dá)40 Tb，并且提交相應(yīng)地?cái)U(kuò)大規(guī)模。

“這些新的CSP項(xiàng)目不僅擴(kuò)展和改進(jìn)了我們的參考基因組收集，還深入探索了它們基因的結(jié)構(gòu)和調(diào)控，”JGI用戶計(jì)劃副主任Susannah Tringe說。“他們利用DNA測(cè)序，合成和代謝組學(xué)方面的新功能和更高的通量來推進(jìn)DOE任務(wù)科學(xué)。”

根據(jù)105份意向書，從84份完整提交材料中選出了23份經(jīng)批準(zhǔn)的CSP 2019年提案。點(diǎn)擊此處查看 已批準(zhǔn)的CSP 2019提案的完整列表。此外，超過一半的已接受提案來自初級(jí)調(diào)查員，他們從未領(lǐng)導(dǎo)任何先前接受的JGI提案。+

甘蔗非常有效地將太陽能轉(zhuǎn)化為植物生物質(zhì)，并生產(chǎn)世界上80%的糖。根據(jù)2017年批準(zhǔn)的關(guān)于生產(chǎn)甘蔗基因組序列初稿的提案，法國研究機(jī)構(gòu)CIRAD的Angelique D'hont旨在對(duì)代表甘蔗屬的甘蔗和甘蔗品種的主要甘蔗品種進(jìn)行序列分類。

雖然已經(jīng)組裝了數(shù)百種高質(zhì)量的真菌草案基因組，但許多由JGI組成，俄勒岡州立大學(xué)的Michael Freitag認(rèn)為這還不夠。他要求選擇來自整個(gè)王國并且已經(jīng)擁有大量“全基因組”數(shù)據(jù)集的25個(gè)真菌基因組，其中許多由JGI生成，完成“端粒到端粒”并進(jìn)行驗(yàn)證。“生物學(xué)的下一次重大飛躍將來自將基因組，轉(zhuǎn)錄組，蛋白質(zhì)組和代謝組數(shù)據(jù)的各個(gè)層次整合到允許可視化和詳細(xì)的跨物種比較的數(shù)據(jù)庫中，”他在提案中寫道。“為此，基礎(chǔ)，即完整的基因組和基因組注釋，必須是健全的。否則，我們將在沙子而不是堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上建造建筑物。“

在2017年JGI能源與環(huán)境基因組學(xué)會(huì)議上，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的微生態(tài)生態(tài)學(xué)家Trina McMahon提出了進(jìn)行長期時(shí)間序列研究的案例(在bit.ly/JGI2017TMcMahon觀看她的演講)。她的提議要求在近兩年的淡水湖泊中收集的樣本中對(duì)多達(dá)1,000個(gè)宏基因組進(jìn)行測(cè)序，以了解這些水域中微生物群落的組成，功能和多樣性如何變化。該提議利用了Illumina NovaSeq實(shí)現(xiàn)的JGI非常高的測(cè)序通量。收集樣本的湖泊是由美國國家科學(xué)基金會(huì)資助的北溫帶湖長期生態(tài)研究(NTL-LTER)計(jì)劃的一部分。

為了更好地了解真菌如何協(xié)調(diào)基因表達(dá)以應(yīng)對(duì)關(guān)鍵環(huán)境條件和重要基質(zhì)，匈牙利生物研究中心的Laszlo Nagy以及全球39位合作者計(jì)劃為五種廣泛使用的真菌模型生物生成廣泛的比較表基因組數(shù)據(jù)集

海草儲(chǔ)存了大量的碳，由于人類直接活動(dòng)造成的全球海草損失估計(jì)占總面積的近三分之一，這對(duì)全球碳循環(huán)有重大影響。2016年，JGI報(bào)告了第一個(gè)海草基因組Zostera marina。比利時(shí)根特大學(xué)的Yves Van de Peer旨在利用海洋被子植物基因組計(jì)劃(MAGI)對(duì)這五種海草基因組進(jìn)行測(cè)序和注釋。(觀看Jeanine Olsen 在2016年JGI能源與環(huán)境基因組學(xué)會(huì)議上關(guān)于Zostera碼頭的討論，請(qǐng)?jiān)L問bit.ly/JGI2016Olsen。)

十多年前，JGI 首次致力于開發(fā)細(xì)菌和古細(xì)菌基因組百科全書(GEBA)。到2017年，JGI對(duì)1000多種系統(tǒng)發(fā)育不同的細(xì)菌和古菌的基因組進(jìn)行了測(cè)序。由喬治亞理工學(xué)院的威廉·惠特曼領(lǐng)導(dǎo)的最新GEBA提案是迄今為止規(guī)模最大的項(xiàng)目，目標(biāo)是對(duì)10,000種微生物進(jìn)行測(cè)序，其中一半為菌株，并將序列與轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)聯(lián)系起來。“這是JGI如何將社區(qū)聚集在一起推動(dòng)科學(xué)邊界的絕佳展示，”Prokaryote超級(jí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Nikos Kyrpides表示。

除了規(guī)模和范圍之外，23個(gè)被接受的提案中有幾個(gè)包括通過DOE系統(tǒng)生物學(xué)知識(shí)庫(KBase)分析和分發(fā)數(shù)據(jù)和結(jié)果的計(jì)劃，很快將與JGI合作在勞倫斯伯克利的綜合基因組學(xué)大樓中國家實(shí)驗(yàn)室。這些提案產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將使多個(gè)研究團(tuán)體能夠解決與DOE在能源安全和可持續(xù)性以及全球生物地球化學(xué)方面的任務(wù)相關(guān)的問題。