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　　葉綠體是綠色植物細(xì)胞中進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，是世界上成本最低、創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富最多的生物工廠。葉綠體基因組主要編碼與光合作用密切相關(guān)的蛋白質(zhì)，作為細(xì)胞內(nèi)半自主性的細(xì)胞器，葉綠體中也有許多蛋白質(zhì)是核基因表達(dá)的產(chǎn)物，對(duì)葉綠體基因組的深入研究能夠更好的理解核基因組與葉綠體基因組的遺傳信息交流。葉綠體基因組是植物系統(tǒng)發(fā)育研究的重要數(shù)據(jù)來(lái)源，對(duì)于重建不同植物家系的演化歷史提供了不可或缺的信息。高通量測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展使得葉綠體全基因組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，但其注釋仍然是一個(gè)瓶頸，迫切需要一個(gè)用戶(hù)友好型的工具對(duì)葉綠體基因組進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、靈活的批量自動(dòng)化注釋。 

　　中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性與基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)伊廷雙和李德銖研究組多年來(lái)從事葉綠體系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究。最近，研究組相關(guān)人員通過(guò)與美國(guó)Oberlin College的Michael J. Moore博士合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)全新的葉綠體基因組注釋軟件PGA，即Plastid Genome Annotator（https://github.com/quxiaojian/PGA）。該軟件克服了DOGMA、CPGAVAS、Plann、Verdant、GeSeq等現(xiàn)有葉綠體基因組注釋軟件存在的耗時(shí)耗力等問(wèn)題，且能生成日志文檔輔助用戶(hù)檢查注釋結(jié)果。該軟件具備三個(gè)新穎的特性。其一，采用了反向Blast搜索的方法確定基因在葉綠體基因組上的位置，不依賴(lài)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，顯著提高了注釋的速度；其二，軟件包含新開(kāi)發(fā)的基因和內(nèi)含子特征邊界檢測(cè)算法，極大提高了基因和內(nèi)含子邊界注釋的準(zhǔn)確性；其三，作為一個(gè)本地注釋葉綠體基因組的命令行工具，可以運(yùn)行于任何配置Perl和Blast的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境，同時(shí)可以自主選擇葉綠體基因組參考序列，大大提高了葉綠體基因組注釋的靈活性。 

　　最近，該研究成果以“PGA: a software package for rapid, accurate, and flexible batch annotation of plastomes”為題在國(guó)際植物方法學(xué)重要期刊Plant Methods上在線發(fā)表。曲小健博士（現(xiàn)在山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院工作）為論文第一作者，伊廷雙研究員和李德銖研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（XDB31010000）、中國(guó)科學(xué)院西部之光西部青年學(xué)者項(xiàng)目（Y8247411W1）、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際（地區(qū)）重點(diǎn)合作研究項(xiàng)目（31720103903）和中國(guó)科學(xué)院重大科技基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)放研究項(xiàng)目（2017-LSF-GBOWS-02）的支持。 

　　文章鏈接 

圖1 PGA注釋原理流程圖 

圖2 PGA基因邊界檢測(cè)算法示意圖 

圖3 PGA和GeSeq葉綠體基因組注釋準(zhǔn)確性比較