摘要：近日，海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）硕士研究生以海南大学为第一署名单位在中科院一区TOP期刊《The Innovation》发表题为“CassavaDB: An integrated multi-omics resource for functional

近日，海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）硕士研究生以海南大学为第一署名单位在中科院一区TOP期刊《The Innovation》发表题为“CassavaDB: An integrated multi-omics resource for functional genomics and molecular breeding of cassava”的研究论文。该研究建立了首个木薯为主题的综合性大数据平台，为重要粮食作物木薯遗传育种提供了一站式在线多组学分析和分子设计育种平台，助力海南热带高效农业和国家南繁育种。

木薯（学名：Manihot esculenta Crantz），是大戟科木薯属植物，耐旱抗贫瘠，广泛种植于非洲、美洲和亚洲等100余个国家或地区，是三大薯类作物之一，热区第三大粮食作物，全球第六大粮食作物，被称为“淀粉之王”，是世界近六亿人的口粮，同时也是饲料、淀粉和生物能源的关键原料。尤其在贫瘠土地和干旱环境下，木薯依旧能够生长，这让它成为保障粮食安全的“战略作物”。与之相比，水稻作为全球主要粮食作物，不仅研究历史悠久，而且基因组学、功能基因、分子育种等方面的成果十分丰富。围绕水稻建立了多个权威数据库，如ricedata和RGI，为科研人员和育种工作者提供了全面的数据支持，推动了水稻从基础研究到实际应用的跨越式发展。然而，对于同样重要的木薯，目前相关研究和数据库资源仍然有限。尽管已有少量基因组数据发布，但缺乏一个系统整合多组学信息的平台。这在一定程度上制约了木薯分子机制的解析和遗传改良的效率。

因此，构建一个面向木薯的综合数据库，不仅能够填补这一空白，也将为全球研究者提供一个类似于水稻的资源平台，助力木薯的功能基因研究和分子育种，推动这一关键作物的可持续利用与发展。

CassavaDB整合了50个木薯品种的基因组数据，包括参考基因组（如AM560、TME3）和一个端到端（T2T）基因组（XX048）。其中海南大学公布了20多个新近组装注释的高质量参考基因组。它还收录了13,187个miRNA、5千万个遗传变异信息、1,538个转录组样本以及58,116个单细胞转录组数据，覆盖根和叶组织的24种细胞类型，鉴定出6,453个标记基因。代谢组方面，平台涵盖2,980种代谢性状，并提供KU50、R11、TME3等品种的代谢表达对比及病毒感染下的差异分析。

平台分为五大模块，满足多样化研究需求：基因组模块：提供50个高品质基因组，支持基因、miRNA和基因家族搜索。内置BLAST工具、引物设计和GO/KEGG富集分析，帮助研究者快速挖掘基因功能。例如，查询抗旱基因MeGRXC3可获得其序列、功能注释及调控网络，功能描述及GO富集网络，揭示其在抗旱调控中的关键作用。变异模块：整合全基因组重测序数据，支持变异搜索、变异密度分析和GWAS。通过交互式曼哈顿图，研究者可定位与表型相关的关键位点，加速育种研究。转录组模块：涵盖多种组织和胁迫条件的RNA-Seq数据，提供基因表达可视化、差异表达分析、共表达网络和单细胞分析，揭示基因在组织和细胞中的表达模式。代谢组模块：支持代谢物比较、QTL热点分析和代谢物GWAS，揭示淀粉、氰化物等品质性状的遗传调控机制，助力优化育种材料。种质资源模块：通过全球分布图和数据库，展示木薯种质的地理和遗传信息，支持多样性研究和育种策略优化。

CassavaDB是木薯研究领域的里程碑，首次实现基因组、转录组、代谢组和种质资源的深度整合，为功能基因挖掘和分子育种提供强大支持。该研究团队表示：“未来，平台将纳入更多野生种基因组、表观组和蛋白质组数据，期待CassavaDB成为全球木薯研究的核心枢纽，推动新品种开发，助力热带农业可持续发展。”

该文章为海南大学、中科院华南植物园、中国热带农业科学院合作成果。海南大学陈飞教授、王文泉研究员，华南植物园罗鸣研究员领导了项目的开展；海南大学硕士生代文宝和冯欣梅为共同第一作者，陈飞教授为最后通讯作者；中国热带农业科学院胡伟研究员和陈新研究员参与了数据收集和论文修改等工作。此外，海南大学陈银华教授也参与了部分工作。

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来源：科学云课堂