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植物生物信息学学科组

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植物生物信息学课题组主要研究方向为生物信息学、计算系统生物学、植物基因组学。 主要研究内容为以特色农业资源植物为研究对象，以生物大数据为材料，针对植物基因组学分析的技术瓶颈和科学问题，开发和利用基于数学建模、统计分析、机器学习和人工智能等理论和方法的生物信息学工具和软件，开展特色农业资源植物重要农艺性状的形成机理和生长发育调控机制研究，阐明特色农业资源植物优质高产高抗的分子调控机制，为特色高值农业种质创新和遗传育种提供重要理论支持。相关研究成果在Briefings in Bioinformatics、Bioinformatics、Nucleic Acids Research、BMC Plant Biology、Plants、 PNAS、Plant Biotechnology Journal、Nature Genetics等国际期刊上。学科组目前主持承担项目10余项，已发表SCI论文40余篇。

研究组长

姓   名 张秀军 学   历 博士
职   称 研究员 职   务 博士生导师, PI
通讯地址 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码 430074 电子邮箱 zhangxj@wbgcas.cn
姓　名： 张秀军
学 历： 博士
职 称： 研究员
职 务： 博士生导师,PI
通讯地址： 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码： 430074
电子邮箱： zhangxj@wbgcas.cn
简要履历
2009.09-2013.07 上海大学，生物信息学与系统生物学 博士
2011.05-2013.05 法国昂热大学，联合培养博士
2013.09-2014.03 美国加州大学洛杉矶分校，博士后
2014.05-2016.08 新加坡南洋理工大学/新加坡基因组研究所，博士后
2016.08-至今 中国科学院武汉植物园，课题负责人

研究组科研项目

  • 国家自然科学基金青年项目：适用于杂交群体的单倍型全基因组关联分析方法开发（刘芳 2023-2025）
  • 湖北省重点研发计划项目：基于物联网设备和作物模型的猕猴桃数字化育种系统研发（子课题）（张秀军 2022-2024）
  • 国家自然科学基金面上项目：基于低温胁迫应答基因调控网络建模的植物抗寒基因挖掘方法研究（张秀军2021-2024）
  • 中国科学院重点实验室重点方向培育项目：资源植物重要性状形成的机理解析（张秀军2019-2020）
  • 国家自然科学基金青年项目：基于高通量数据的基因调控网络构建模型和方法研究（张秀军2015-2017）
  • 中国博士后科学基金特别资助项目：基因调控网络预测的降噪去冗余模型和方法研究（张秀军2015-2016）
  • 中国博士后科学基金面上项目：基因基因表达数据的基因调控网络预测方法研究 张秀军2014-2015）
  • 国家自然科学基金青年项目：草鱼雄性特异基因的鉴定与功能的初步研究 （张爱娣 2017-2019）

研究组代表成果

代表性论文：
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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)
  15. 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.
姓   名 刘芳 学  历 博士
职   称 副研究员 职   务 硕士生导师
通讯地址 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码 430074 电子邮箱 liufang@wbgcas.cn
姓　名： 刘芳
学 历： 博士
职 称： 副研究员
职 务： 硕士生导师
通讯地址： 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码： 430074
电子邮箱： liufang@wbgcas.cn
简要履历

2022年毕业于德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所获博士学位，同年就职于中国科学院武汉植物园。主要从事生物信息学方法研究，包括全基因组关联分析，全基因组选择或预测，分子标记辅助选择等。目前已在Nature Genetics、Plant Biotechnology Journal、Journal of Experimental Botany、G3:Genes,Genomes,Genetics、Molecular Biology and Evolution、PNAS等期刊发表SCI论文10余篇。

姓   名 张爱娣 学  历 博士
职   称 助理研究员 职   务
通讯地址 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码 430074 电子邮箱 zhangaidi@wbgcas.cn
姓　名： 张爱娣
学 历： 博士
职 称： 助理研究员
职 务：
通讯地址： 武汉市东湖新技术开发区九峰一路201号
邮政编码： 430074
电子邮箱： zhangaidi@wbgcas.cn
简要履历

2014年获中国科学院大学（中国科学院昆明动物研究所）理学博士学位，2014年-2016年在中国科学院水生生物研究所从事博士后研究工作，2017年7月就职中国科学院武汉植物园。主要从事基于大数据的生物信息学分析研究，包括植物RNA编辑的演化与功能、基因家族和基因组变化对植物适应性影响等相关研究。目前已在BMC Plant Biology、Plants、iScience、Plant Biotechnology Reports、Plant Biotechnology Journal、BMC Bioinformatics等期刊发表SCI论文21篇，其中以第一作者/通讯作者发表论文11篇；主持国家自然科学基金青年项目1项，参与国家自然科学基金3项。