西北农林科技大学生物信息学研究中心简介

1.背景情况

生物信息学（Bioinformatics）是在融合生物学、计算机科学、数学和统计学等多学科知识基础上形成的一门新兴交叉学科，是当今生命科学最具活力的前沿领域之一。生物信息学可对生物大数据进行高效管理、系统整合、深度挖掘、动态建模与精确预测，为现代生物学以及农学、医学等生命科学相关领域科学研究提供了不可或缺的知识与技术，在解决重要的生物学问题、阐明新的生物学规律等方面取得了诸多令人瞩目的成果。

西北农林科技大学生物信息学研究中心（Center of Bioinformatics, NWAFU）由生物信息学知名专家陈树新教授牵头于2000年前后建立。中心始终聚焦国家战略需求和学科交叉融合，努力建设一支思想素质过硬、年龄和学缘结构合理、团结务实的生物信息学教科队伍，产出一批具有国际影响力的研究成果，培养一批具有扎实生物信息学基础的生命科学拔尖创新人才。

在陶士珩（2005-2023）、马闯（2023-至今）等历任主任带领下，中心积极开展科教协同育人实践。面向本科生、研究生开设了《大数据时代的生物信息学研究与进展》《生物信息学》《生物信息学实验》《功能基因组学》《进化生物能学》《系统生物学》《高级生物信息学》《生物信息学研究进展》等十余门生物信息学相关课程，主编/参编了《生物信息学》《植物大数据技术与应用》等教材四本。近五年来，承担了国家自然科学基金、陕西省重点研发计划项目等十余项国家级、省部级科研任务，在PNAS、Molecular Biology and Evolution、Briefings in Bioinformatics等期刊发表论文近30篇。

2.研究内容

以农业领域重要的动植物为对象，结合多组学生物大数据和先进的人工智能技术研发生物信息学数据处理新方法、新算法和新软件，挖掘生物大数据背后的生物学知识，构建动植物复杂性状相关的知识图谱和生物信息学预测模型，开展以大数据为支撑的智能育种理论与应用研究。

3.主持科研项目（2018-2023）

[1] 全基因组关联荟萃分析的新方法研究与应用，国家自然科学基金项目（面上项目），2016-2019，项目主持人：马闯

[2] 基于深度学习技术的植物基因调控网络构建，陕西省重点研发计划项目(创新人才推进计划-青年科技新星项目)，2017-2019，项目主持人：马闯

[3] 翻译过程中核糖体对mRNA结构动态变化的影响及可视化实现，国家自然科学基金（面上项目），2018-2021，项目主持人：陶士珩

[4] 哺乳动物配子发生基因动态网络的精准构建与演化分析，国家自然科学基金（面上项目），2018-2021，项目主持人：廖明帜

[5] 基于表观转录组学研究RNA甲基化参与玉米干旱应答的调控模式，陕西省自然科学基础研究计划（一般项目（青年）），2019-2020，项目主持人：苗震龑

[6] 基于多组学的动物产前基因组选择计算模型研究，国家自然科学基金（面上项目），2021-2024，项目主持人：廖明帜

[7] 植物全基因组表达谱与复杂性状关联分析新方法的研究与应用，国家自然科学基金（青年项目），2021-2023，项目主持人：苗震龑

[8] 群体水平植物表观转录组数据的深度挖掘新方法研究与应用，国家自然科学基金（面上项目），2022-2025，项目主持人：马闯

[9] 基因组骨架特征在根瘤菌共生固氮能力扩散与建立中的作用，国家自然科学基金（面上项目），2022-2025，项目主持人：陶士珩

[10] 智能整合多组学挖掘植物复杂性状相关功能基因的新方法研究，国家自然科学基金（面上项目），2024-2027，项目主持人：苗震龑

4. 在校学生获奖情况

[1] 2018年8月，张晓榕等荣获第三届全国大学生生命科学创新创业大赛二等奖（指导教师：马闯）

[2] 2018年8月，卞恩泽等荣获第三届全国大学生生命科学创新创业大赛二等奖（指导教师：马闯）

[3] 2018年6月，翟晶晶等荣获陕西省第四届研究生创新成果展一等奖（指导教师：马闯）

[4] 2019年5月，徐煜等荣获第十二届中国大学生计算机设计大赛西北赛区赛二等奖（指导老师：苗震龑）

[5] 2019年7月，徐煜等荣获第十二届中国大学生计算机设计大赛全国二等奖（指导老师：苗震龑）

[6] 2019年11月，翁若珩等荣获第一届陕西省大学生生命科学竞赛三等奖（指导教师：廖明帜）

[7] 2020年8月，余鹏等荣获第五届全国大学生生命科学创新创业大赛二等奖（指导教师：廖明帜）

[8] 2020年8月，徐煜等荣获第五届全国大学生生命科学创新创业大赛一等奖（指导老师：苗震龑）

[9] 2020年12月，丁鹏钧等荣获第四届全国大学生生命科学竞赛三等奖（指导教师：马闯）

[10] 2021年5月，张恺文等荣获中国大学生计算机设计大赛西北地区赛三等奖（指导教师：马闯）

[11] 2021年6月，陈思远学位论文被评为2021年校级优秀博士学位论文（指导教师：马闯）

5.科研论文（部分）

[1] Zhao J, Zhang CJ, Li SF, Yuan MM, Mu WL, Yang J, Ma YT, Guan CP, Ma C. Changes in m⁶A RNA methylation are associated with male sterility in wolfberry. BMC Plant Biol, 2023, 23(1): 456.

[2] Qu JZ, Xu ST, Gou XN, Zhang H, Cheng Q, Wang XY, Ma C, Xue JQ. Time-resolved multiomics analysis of the genetic regulation of maize kernel moisture. Crop J, 2023, 11: 247-257.

[3] Li T, Xu ST, Zhao JW, Wang YP, Zhang J, Wei X, Qu JZ, Yu RS, Zhang XH, Ma C, Xue JQ. Genome assembly of KA105, a new resource for maize molecular breeding and genomic research. Crop J, 2023, doi: 10.1016/j.cj.2023.08.006.

[4] Zhang J, Zhou Y, Yue W, Zhu Z, Wu X, Yu S, Shen Q, Pan Q, Xu W, Zhang R,  et al . Super-enhancers conserved within placental mammals maintain stem cell pluripotency. Proc Natl Acad Sci U S A, 2022, 119(40):e2204716119.

[5] Miao ZY, Zhang T, Xie Bin, Qi YH, Ma C. Evolutionary implications of the RNA N6-methyladenosine methylome in plants. Molecular Biology and Evolution, 2022, 39(1):msab299.

[6] Liu H, Akhatayeva Z, Pan C, Liao M, Lan X. Comprehensive comparison of two types of algorithm for circRNA detection from short-read RNA-Seq. Bioinformatics, 2022, 38(11): 3037-3043.

[7] Zhang T, Zhai JJ, Zhang XR, Ling L, Li MH, Xie S, Song MG, Ma C. Interactive web-based annotation of plant microRNAs with iwa-miRNA. Genomics, Proteomics & Bioinformatics, 2022, 20(3): 557-567.

[8] Li H, Hou J, Chen Z, Zeng J, Ni Y, Li Y, Xiao X, Zhou Y, Zhang N, Long D,  et al : FifBase: a comprehensive fertility-associated indicators factor database for domestic animals. Briefings in Bioinformatics, 2021:1-7.

[9] Zhai JJ, Song J, Zhang T, Xie S, Ma C. deepEA: a containerized web server for interactive analysis of epitranscriptome sequencing data. Plant Physiology, 2021, 185(1):29-33.

[10] Qiu ZX, Chen SY, Qi YH, Liu CN, Zhai JJ, Xie S, Ma C. Exploring transcriptional switches from pairwise, temporal and population RNA-Seq data using deepTS. Briefings in Bioinformatics, 2021, 22(3):bbaa137.

[11] Yu HP, Zhang Y, Sun Q, Gao HJ, Tao SH: RSVdb: a comprehensive database of transcriptome RNA structure. Briefings in Bioinformatics, 2021, 22(3):bbaa071.

[12] Chen SY, Ren CZ, Zhai JJ, Yu JT, Zhao XY, Li ZL, Zhang T, Ma WL, Han ZX, Ma C. CAFU: a Galaxy framework for exploring unmapped RNA-Seq data. Briefings in Bioinformatics, 2020, 21(2): 676-686.

[13] Miao ZY, Zhang T, Qi YH, Song J, Han ZX, Ma C. Evolution of the RNA N6-methyladenosine methylome mediated by genomic duplication. Plant Physiology, 2020, 182, 345-360.

[14] Xu Y, Zhang T, Li YC, Miao ZY. Integrated analysis of largescale omics data revealed relationship between tissue specificity and evolutionary dynamics of small RNAs in maize (Zea mays). Frontiers in Genetics, 2020, 11:51.

[15] Yu HP, Wu ZW, Chen XD, Ji QJ, Tao SH. CRISPR-CBEI: a designing and analyzing toolkit for cytosine base editor-mediated gene inactivation. mSystems 2020,5(5): e00350-20.

[16] Yu HP, Meng WJ, Mao YH, Zhang Y, Sun Q, Tao SH. Deciphering the rules of mRNA structure differentiation in Saccharomyces cerevisiae in vivo and in vitro with deep neural networks. RNA Biology, 2019, 16 (8):1044-1054.

[17] Li XC, Wang H, Tong WJ, Li Feng, Wang L, Rahman S, Wei GH, Tao ST. Exploring the evolutionary dynamics of Rhizobium plasmids through bipartite network analysis. Environ Microbiol, 2020, 22(3):935-951.

[18] Wang X, Chen S, Shi X, Liu D, Zhao P, Lu Y, Cheng Y, Liu Z, Nie X, Song W, Sun Q, Xu S, Ma C. Hybrid sequencing reveals insight into heat sensing and signaling of bread wheat. Plant J, 2019, 98(6): 1015-1032.

[19] Li LJ, Che DX, Wang XD, Zhang P, Rahman SU, Zhao JB, Yu JT, Tao SH, Lu H, Liao MZ. CellSim: a novel software to calculate cell similarity and identify their co-regulation networks. BMC Bioinformatics, 2019, 20:9.

[20] Wang XD, Zhang P, Li LJ, Che DX, Li TT, Li H, Li Q, Jia HY, Tao SH, Hua JL, Zeng WX, Liao MZ. miRNA editing landscape reveals miR-34c regulated spermatogenesis through structure and target change in pig and mouse.  Biochemical and Biophysical Research Communications, 2018, 502(4):486-492.

[21] Zhai JJ, Song J, Cheng Q, Tang YJ, Ma C. PEA: an integrated R toolkit for plant epitranscriptome analysis. Bioinformatics, 2018, 34(21): 3747-3749.

[22] Song J, Zhai JJ, Bian EZ, Song YJ, Yu JT, Ma C. Transcriptome-wide annotation of m5C modifications using machine learning.  Frontiers in Plant Science, 2018, 9: 519.

[23] Ma WL, Qiu ZX, Song J, Li JJ, Cheng Q, Zhai JJ, Ma C. A deep convolutional neural network approach for predicting phenotypes from genotypes. Planta, 2018, 248(5): 1307-1318.

[24] Tan JF, Miao ZY, Ren CZ, Yuan RX, Tang YJ, Zhang XR, Han ZX, Ma C. Evolution of intron-poor clades and expression patterns of the glycosyltransferase family 47. Planta, 2018, 247:745-760.

[25] Rahman SU,  Yao XT,  Li XC,  Chen DK,  Tao SH. Analysis of codon usage bias of Crimean-Congo hemorrhagic fever virus and its adaptation to hosts. Infection, Genetics and Evolution 2018, 58: 1-16

6、联系方式

地址：陕西杨凌西北农林科技大学生物信息学研究中心

邮政编码：712100

电话：029-87091175 马闯主任

电子邮件：cma@nwafu.edu.cn

                                                                                                                                    2023年10月31日更新