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。能源草为生物新能源技术提供了重要反应底物。能源草包括多种高生物量、低环境影响的植物资源，主要为高大禾草。其生长周期短、适应性强，且能够在边际土地上种植，避免与粮食作物争地。因此，针对能源草的基础科学与育种学研究，对保障国家能源安全，实现“双碳”目标，应对全球气候变化均具有重要意义。
2024年12月28日，生物信息学领域知名期刊iMeta在线发表了澳门·威尼斯人朱方捷教授团队/四川农业大学黄琳凯教授团队题为“EGDB: A comprehensive multi-omics database for energy grasses and the epigenomic atlas of pearl millet”（EGDB：能源草类综合多组学数据库及珍珠粟表观基因组图谱）的研究论文。该研究为能源草研究提供了目前最完善的数据平台（https://engrass.juncaodb.cn/），并首次绘制了能源草9种特征的表观基因组图谱，系统注释了非编码基因组的调控功能元件。
能源草数据库（EGDB）：能源草研究的一站式平台
EGDB系统收录各能源草基因组学、表观基因组学、转录组学与表型组学数据，并基于数据建设了多种查询、分析工具，力求为能源草研究人员提供一站式资源中心及功能平台。EGDB共收录 11种能源草的多组学数据，包括巨菌草（Cenchrus fungigraminus）、象草（Cenchrus purpureus）、紫象草（Cenchrus purpureus cv. purple）、珍珠粟（Cenchrus americanus）、芒（Miscanthus sinensis）、五节芒（Miscanthus floridulus）、荻（Miscanthus sacchariflorus）、南荻（Miscanthus lutarioriparius）、芦竹（Arundo donax）、芦苇（Phragmites australis）和狗尾草（Setaria viridis）。关键数据如下：
·19.64 Gb基因组序列，包括539,598个基因的功能注释
·163 Gb表观基因组图谱数据，包括染色质状态、可接近染色质区域、组蛋白修饰、顺式调控元件注释等
·全面鉴定了28,897个不同家族的转录因子
·17,143,635 个转座子元件位点
·整合16 种组织267 个基因表达谱文库，助力深入探索组织特异性和条件特异性基因表达
基于所收录数据，EGDB系统提供了齐全的在线工具与数据检索支持：
· JBrowse2和BLAST+：提供基因组浏览和高效序列比对
· Primer3和OrthoVenn3：支持引物设计和直系同源基因分析
· Phylogenetic analysis：支持物种间基因家族进化分析
· CRISPR设计模块：快速生成目标基因的gRNA序列
· 搜索引擎：支持基于基因ID、名称、注释或序列的精确检索。
· 多物种共线性分析：快速查询不同能源草中的保守基因。
· 种质资源浏览器：探索能源草的种质资源、表型特征和生态分布
· 基因搜索：支持对基因、基因组位置、分类及转录因子的高级搜索。
· 转录调控分析：可使用基因组浏览器和其他工具探索基因表达模式、染色质状态和功能注释
· 数据下载：用户可获取基因组序列、CDS序列、转座元件注释等
珍珠粟表观基因组图谱：非编码功能基因组的系统注释
尽管多种能源草的基因组已发布，目前尚未有针对能源草表观基因组的系统研究。珍珠粟是全球第6大粮食作物，耐旱性强，广泛种植于干旱和半干旱地区，是全球 9000 多万人的营养来源。作为二倍体植物，珍珠粟的基因组较其他能源草简单，且已具备遗传转化技术。因此，本工作选定珍珠粟作为能源草模式植物。结合DNase-seq、ChIP-seq、MNase-seq等技术，绘制了其表观基因组图谱。共生成 163 Gb 测序数据，定义了 15 种染色质状态和潜在顺式调控元件，揭示了活性和抑制性组蛋白标记的分布规律，发现了诸多与基因表达调控相关的重要信息，本工作产生的表观基因组学数据已纳入EGDB，供能源草领域的研究者查询。
EGDB的构建为能源草功能基因组学与育种学研究提供了重要数据平台，将有力促进可持续农业和可再生能源的发展。
澳门·威尼斯人生命科学学院2021级博士研究生罗琳，澳门·威尼斯人菌草与生态学院林冬梅教授、圣路易斯大学2022级博士研究生李金辉、澳门·威尼斯人菌草与生态学院2022级博士研究生陈昊为论文共同第一作者。澳门·威尼斯人海峡联合研究院肖嘉靖副教授，朱方捷教授，四川农业大学草业科技学院黄琳凯教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、福建省自然科学基金、国家自然科学基金、福建省重大专项项目以及福建省农业厅项目的资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/imt2.263
数据平台网址：https://engrass.juncaodb.cn/