成果快讯 | 基因组所8月科研成果合集

基因组所（大鹏湾实验室）8月科研成果速览。

成果目录（按论文发表时间排序）：

1.纳米载体dsRNA高效防治福寿螺

2.拟南芥细胞器泛基因组演化动态被揭示

3.AlphaCD发布！标志酶活特征预测进入定量时代

4.玉米抗虫“刹车基因”被发现

5.AI新模型精准预测猪产肉性状

6.MetaKSSD发布！实现秒级、线上宏基因组分析

7.肌肉生长的“液滴开关”被发现

纳米载体dsRNA高效防治福寿螺

2025年8月5日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）万方浩、钱万强课题组在《国际生物大分子杂志（International Journal of Biological Macromolecules）》上发表题为“Nanocarrier delivered dsRNA: an efficient method for controlling the malignant invasive golden apple snail (Pomacea canaliculata)”的研究论文。该研究通过基因技术结合纳米材料，研发出一种针对入侵生物福寿螺的高效环保防治新方法。研究人员鉴定得到福寿螺基因组中控制能量代谢的关键基因，利用特殊RNA片段“关闭”该基因功能，再用特殊纳米材料将RNA片段递送到福寿螺体内。研究发现，这种方法能显著提高福寿螺死亡率，且纳米材料保护了基因药物不受环境影响，即便在含破坏性酶的水体中仍能稳定起效。通过追踪发现，药物精准聚集在福寿螺的肝脏器官，破坏其组织结构和代谢功能，从而达到灭杀效果。此外，这种方法对其他共存的水生生物无害，避免了传统化学农药对生态的破坏。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813025070771

扩展阅读：IJBM | 农业有害生物基因组学创新团队提出绿色防治福寿螺新策略

拟南芥细胞器泛基因组演化动态被揭示

2025年8月11日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）武志强课题组在《基因组生物学（Genome Biology）》上发表题为“The evolutionary dynamics of organellar pan-genomes in Arabidopsis thaliana”的研究论文。该研究首次揭示了细胞器基因组的动态演化模式，绘制了线粒体和叶绿体基因组的精细图谱，为开发利用细胞器遗传资源提供理论支撑。研究分析了拟南芥近150份样本的细胞器基因组，发现线粒体和叶绿体的结构变异存在相似规律，但演化速度差异显著。线粒体基因组中重复片段驱动的重组发生极快，导致其结构变化与其他变异类型"脱节"，甚至形成难以用传统方法在不同物种间比对的复杂结构。此外，研究还发现了罕见的大型重复序列扩张与融合事件。研究人员进一步证明，通过扰乱和恢复一个核编码基因 MSH1，可以产生线粒体基因组的不同结构版本，而叶绿体基因组的结构在此过程中则表现出较强的稳定性。因此推测，细胞器DNA的自我修复机制可能推动细胞器基因组的快速演化。该研究为利用植物细胞器基因资源、改良作物特性提供了重要理论基础。

论文链接：https://doi.org/10.1186/s13059-025-03717-0

扩展阅读：Genome Biology | 武志强课题组揭示拟南芥细胞器泛基因组演化动态

AlphaCD发布！标志酶活特征预测进入定量时代

8月18日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）左二伟课题组在《细胞研究 (Cell Research) 》上在线发表了题为“AlphaCD: a machine learning model capable of highly accurate characterization for 21,335 cytidine deaminases”的研究论文。该研究构建了迄今为止规模最大的胞嘧啶脱氨酶实验验证数据集，并基于此开发了多模态机器学习模型AlphaCD。该模型不仅能够高效预测超过2万种胞嘧啶脱氨酶的酶活特征，并能据此设计出新型高性能碱基编辑工具。该研究为蛋白质功能高通量鉴定和基因编辑工具开发提供了全新研究范式。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41422-025-01164-x

扩展阅读：Cell Research｜左二伟团队开发蛋白功能预测AI模型AlphaCD，精准挖掘高效基因编辑工具

玉米抗虫“刹车基因”被发现

2025年8月25日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）周绍群课题组在《新植物学家（New Phytologist）》上发表题为“ZmPP2C45 and ZmBELL4 suppress maize biochemical defense against insect herbivores”的研究论文。该研究发现了两个关键玉米抗虫“刹车基因”——ZmPP2C45和ZmBELL4，首次解析了抗虫“刹车基因”通过调控苯并恶嗪酮生物合成基因的表达，从而抑制抗虫防御代谢的分子机制，该研究为作物抗虫遗传改良提供了新靶点。

论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.70485

扩展阅读：New Phytologist | 周绍群课题组发现玉米抗虫“刹车基因”

AI新模型精准预测猪产肉性状

2025年8月28日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）刘毓文课题组在《千兆科学（GigaScience）》上发表题为“DeepAnnotation: A novel interpretable deep learning–based genomic selection model that integrates comprehensive functional annotations”的研究论文。该研究开发了一款名为DeepAnnotation的人工智能模型，能结合调控元件、基因等多层级生物信息，精准预测猪的产肉性状表型。相比传统育种算法，新模型在预测瘦肉率等关键指标的准确率提升了6%-120%，尤其擅长从海量基因数据中识别出优质种猪个体。

论文链接：https://doi.org/10.1093/gigascience/giaf083

扩展阅读：GigaScience | 刘毓文课题组开发AI新模型精准预测猪产肉性状

MetaKSSD发布！实现秒级、线上宏基因组分析

8月29日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）易会广课题组在《自然·计算科学（Nature Computational Science）》上发表了题为“MetaKSSD: Boosting the Scalability of Reference Taxonomic Marker Database and the Performance of Metagenomic Profiling Using Sketch Operations”的研究论文。该研究开发了一种宏基因组分析新技术——MetaKSSD，该技术通过素描运算，可拓展性相比传统方法提升了53倍。在实际测试中，MetaKSSD还展示了显著的速度优势，以约11GB 的样本为例，完成其丰度分析仅需约11秒。为降低使用门槛，研究还提供MetaKSSD的客户端—服务器工作模式，用户可在有限带宽环境下实现实时在线分析。该研究对于高精度大规模宏基因组分析、宏基因组大样本数据汇集及宏基因组大模型构建具有重大意义。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43588-025-00855-0

扩展阅读：Nature Computational Science | 易会广团队发布MetaKSSD！实现秒级、线上宏基因组分析

肌肉生长的“液滴开关”被发现

2025年8月31日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）、佛山鲲鹏现代农业研究院唐中林课题组在《先进科学（Advanced Science）》上发表题为“RPS27L Enhances Myogenesis and Muscle Mass by Targeting IGF1 Through Liquid-Liquid Phase Separation”的研究论文，该研究鉴定了调控骨骼肌发育的关键RNA结合蛋白RPS27L，并揭示了其通过液液相分离（liquid-liquid phase separation, LLPS）调控骨骼肌生长发育的分子机制。这一发现不仅为畜禽产肉性状的遗传改良提供了重要理论依据，也为深入理解LLPS调控骨骼肌生长发育及肌肉相关疾病的治疗开辟了新思路。

论文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202512354

扩展阅读：Advanced Science | 唐中林课题组揭示RNA结合蛋白调控骨骼肌发育的分子机制