植物生物信息學學科組
植物生物信息學課題組主要研究方向為生物信息學、計算系統生物學、植物基因組學。 主要研究內容為以特色農業資源植物為研究對象，以生物大數據為材料，針對植物基因組學分析的技術瓶頸和科學問題，開發和利用基于數學建模、統計分析、機器學習和人工智能等理論和方法的生物信息學工具和軟件，開展特色農業資源植物重要農藝性狀的形成機理和生長發育調控機制研究，闡明特色農業資源植物優質高產高抗的分子調控機制，為特色高值農業種質創新和遺傳育種提供重要理論支持。相關研究成果在Briefings in Bioinformatics、Bioinformatics、Nucleic Acids Research、BMC Plant Biology、Plants、 PNAS、Plant Biotechnology Journal、Nature Genetics等國際期刊上。學科組目前主持承擔項目10余項，已發表SCI論文40余篇。
研究組長
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姓 名 | 張秀軍 | 學 歷 | 博士 |
| 職 稱 | 青年研究員 | 職 務 | 博士生導師, PI | |
| 通訊地址 | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 | |||
| 郵政編碼 | 430074 | 電子郵箱 | zhangxj@wbgcas.cn | |
| 姓 名： | 張秀軍 |
|---|---|
| 學 歷： | 博士 |
| 職 稱： | 研究員 |
| 職 務： | 博士生導師,PI |
| 通訊地址： | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： | 430074 |
| 電子郵箱： | zhangxj@wbgcas.cn |
簡要履歷
| 2009.09-2013.07 | 上海大學，生物信息學與系統生物學 博士 |
| 2011.05-2013.05 | 法國昂熱大學，聯合培養博士 |
| 2013.09-2014.03 | 美國加州大學洛杉磯分校，博士后 |
| 2014.05-2016.08 | 新加坡南洋理工大學/新加坡基因組研究所，博士后 |
| 2016.08-至今 | 中國科學院武漢植物園，課題負責人 |
研究組科研項目
- 國家自然科學基金青年項目：適用于雜交群體的單倍型全基因組關聯分析方法開發（劉芳 2023-2025）
- 湖北省重點研發計劃項目：基于物聯網設備和作物模型的獼猴桃數字化育種系統研發（子課題）（張秀軍 2022-2024）
- 國家自然科學基金面上項目：基于低溫脅迫應答基因調控網絡建模的植物抗寒基因挖掘方法研究（張秀軍2021-2024）
- 中國科學院重點實驗室重點方向培育項目：資源植物重要性狀形成的機理解析（張秀軍2019-2020）
- 國家自然科學基金青年項目：基于高通量數據的基因調控網絡構建模型和方法研究（張秀軍2015-2017）
- 中國博士后科學基金特別資助項目：基因調控網絡預測的降噪去冗余模型和方法研究（張秀軍2015-2016）
- 中國博士后科學基金面上項目：基因基因表達數據的基因調控網絡預測方法研究 張秀軍2014-2015）
- 國家自然科學基金青年項目：草魚雄性特異基因的鑒定與功能的初步研究 （張愛娣 2017-2019）
研究組代表成果
代表性論文：
- Xu J, Zhang A, Liu F, Chen L, Zhang X*. 2023. CIForm as a Transformer-based model for cell type annotation of large-scale single-cell RNA-seq data. Briefings in Bioinformatics, DOI:10.1093/bib/bbad195.
- Xu J, Zhang A, Liu F, Zhang X*. 2023. STGRNS: an interpretable transformer-based method for inferring gene regulatory networks from single-cell transcriptomic data. Bioinformatics, 39(4):btad165.
- Jiang X, Liu K, Peng H, Fang J, Zhang A, Han Y*, Zhang X*. 2023. Comparative network analysis reveals the dynamics of organic acid diversity during fruit ripening in peach (Prunus persica L. Batsch). BMC Plant Biology, 23(1):1-14.
- Zhang A, Xiong Y, Fang J, Liu K, Peng H, Zhang X*. 2022. Genome-wide identification and expression analysis of peach multiple organellar RNA editing factors reveals the roles of RNA editing in plant immunity. BMC Plant Biology, 22(1):1-15.
- Wang T, Zhang X*. 2021. Genome-wide dynamic network analysis reveals the potential genes for MeJA-induced growth-to-defense transition. BMC Plant Biology, 21:1-13.
- Zhang F, Liu X, Zhang A, Jiang Z, Chen L*, Zhang X*. 2019. Genome-wide dynamic network analysis reveals a critical transition state of flower development in Arabidopsis. BMC Plant Biology, 19(1):1-18.
- Liu K, Zhang X*. 2022. PiTLiD: Identification of plant disease from leaf images based on convolutional neural network. IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics, 20(2):1278-1288.
- Zhang A, Zhou H, Jiang X, Han Y*, Zhang X*. 2021. The draft genome of a flat peach (Prunus persica L. cv.‘124 Pan’) provides insights into its good fruit flavor traits. Plants, 10(3):538.
- Zhao J, Zhou Y, Zhang X, Chen L. 2016. Part mutual information for quantifying direct associations in networks. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(18):5130-5135.
- Zhang X, Zhao J, Hao J-K, Zhao X-M, Chen L. 2015. Conditional mutual inclusive information enables accurate quantification of associations in gene regulatory networks. Nucleic Acids Research, 43(5):e31-e31.
- Zhang X, Liu K, Liu Z-P, Duval B, Richer J-M, Zhao X-M, Hao J-K, Chen L. 2013. NARROMI: a noise and redundancy reduction technique improves accuracy of gene regulatory network inference. Bioinformatics, 29(1):106-113.
- Zhang X, Zhao X-M, He K, Lu L, Cao Y, Liu J, Hao J-K, Liu Z-P, Chen L. 2012. Inferring gene regulatory networks from gene expression data by path consistency algorithm based on conditional mutual information. Bioinformatics, 28(1):98-104.
- Liu F, Jiang Y, Zhao Y, Schulthess AW, Reif JC. 2020. Haplotype-based genome-wide association increases the predictability of leaf rust (Puccinia triticina) resistance in wheat. Journal of Experimental Botany, 71(22):6958-6968.
- Schulthess AW#, Kale SM#, Liu F#, Zhao Y, Philipp N, Rembe M, Jiang Y, Beukert U, Serfling A, Himmelbach A. 2022. Genomics-informed prebreeding unlocks the diversity in genebanks for wheat improvement. Nature Genetics, 54(10):1544-1552. (#Co-first Author)
- Liu F, Zhao Y, Beier S, Jiang Y, Thorwarth P, H. Longin CF, Ganal M, Himmelbach A, Reif JC, Schulthess AW. 2020. Exome association analysis sheds light onto leaf rust (Puccinia triticina) resistance genes currently used in wheat breeding (Triticum aestivum L.). Plant Biotechnology Journal, 18(6):1396-1408.
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姓 名 | 劉芳 | 學 歷 | 博士 |
| 職 稱 | 副研究員 | 職 務 | 碩士生導師 | |
| 通訊地址 | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 | |||
| 郵政編碼 | 430074 | 電子郵箱 | liufang@wbgcas.cn | |
| 姓 名： | 劉芳 |
|---|---|
| 學 歷： | 博士 |
| 職 稱： | 副研究員 |
| 職 務： | 碩士生導師 |
| 通訊地址： | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： | 430074 |
| 電子郵箱： | liufang@wbgcas.cn |
簡要履歷
2022年畢業于德國萊布尼茨植物遺傳與作物研究所獲博士學位，同年就職于中國科學院武漢植物園。主要從事生物信息學方法研究，包括全基因組關聯分析，全基因組選擇或預測，分子標記輔助選擇等。目前已在Nature Genetics、Plant Biotechnology Journal、Journal of Experimental Botany、G3:Genes,Genomes,Genetics、Molecular Biology and Evolution、PNAS等期刊發表SCI論文10余篇。
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姓 名 | 張愛娣 | 學 歷 | 博士 |
| 職 稱 | 助理研究員 | 職 務 | ||
| 通訊地址 | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 | |||
| 郵政編碼 | 430074 | 電子郵箱 | zhangaidi@wbgcas.cn | |
| 姓 名： | 張愛娣 |
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| 學 歷： | 博士 |
| 職 稱： | 助理研究員 |
| 職 務： | |
| 通訊地址： | 武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： | 430074 |
| 電子郵箱： | zhangaidi@wbgcas.cn |
簡要履歷
2014年獲中國科學院大學（中國科學院昆明動物研究所）理學博士學位，2014年-2016年在中國科學院水生生物研究所從事博士后研究工作，2017年7月就職中科院武漢植物園。主要從事基于大數據的生物信息學分析研究，包括植物RNA編輯的演化與功能、基因家族和基因組變化對植物適應性影響等相關研究。目前已在BMC Plant Biology、Plants、iScience、Plant Biotechnology Reports、Plant Biotechnology Journal、BMC Bioinformatics等期刊發表SCI論文21篇，其中以第一作者/通訊作者發表論文11篇；主持國家自然科學基金青年項目1項，參與國家自然科學基金3項。
