基于生物信息学的甘薯基因组学等研究进展

马仁罡 孙健英 李宗芸

摘要： 甘薯是重要的粮食、工业原料和新型能源作物，同时具有较高的营养价值。近年来，随着生物信息学分析手段、二代测序技术的发展，甘薯的基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学研究取得了较大进展。本文主要综述了近年来基于生物信息学技术，甘薯及其近缘野生种在基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方面研究中的进展，为甘薯品种改良提供参考和借鉴，并展望了甘薯未来的研究方向。

关键词： 甘薯;生物信息学;基因组学;转录组学;蛋白质组学;代谢组学

中图分类号： Q78;S531  文献标识码： A  文章编号： 1000-4440（2021）02-0531-08

Abstract： Sweet potato is an important food， industrial raw material and new energy crop with high nutritional value. In recent years， with the development of bioinformatics and the next generation sequencing technology， great progress had been got in the study of genomics， transcriptomics， proteomics and metabonomics of sweet potato. This paper mainly reviewed the research progress of genomics， transcriptomics， proteomics and metabonomics of sweet potato and its wild relatives based on bioinformatics in recent years. It can be used as a reference for the variety improvement of sweet potato. Finally， the future research direction of sweet potato is prospected.

Key words： sweet potato;bioinformatics;gen omics;transcriptomics;proteomics;metabonomics

甘薯[Ipomoea batatas （L.） Lam]为旋花科（Convolvulaceae）番薯属（Ipomoea）植物，是世界重要的粮食、饲料、新型能源和工业原料作物，同时甘薯富含淀粉、花青素和硒等营养元素，是世界卫生组织推荐的最佳食品。因此，发展甘薯产业具有重要的战略意义。甘薯具有90条染色体（2n=6x=90），基因组大小为2 508 Mb[1]。与其他作物相比，甘薯基因组学相关研究难度较大，进展较为缓慢[2]。近几年来，生物信息学技术发展迅速，特别是新一代测序技术具有低成本和高效率的特点，促进了甘薯基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的生物信息学分析（图1），并建立了一系列甘薯基因组的数据库（表1）。本文对近年来甘薯的基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的研究进展进行了分析和总结，并以此为基础对甘薯研究进行了展望。

1 甘薯基因组研究进展

基因组学是一门交叉学科，一般分为以全基因测序和系统表征的结构基因组学[3]，对基因功能研究的功能基因组学[4]和对基因组分析比较的比较基因组学[5]。……