桌子上的数据库对功能玉米大有帮助

华中农业大学的严建兵教授最近在美国《交叉科学》杂志上发表了一篇论文，说他们用10年时间创作的第三版ZEAMAP已经上线，除了国内科学家，外国科学家也可以利用这里的数据进行玉米育种研究。

严建兵在接受《科技日报》记者独家采访时表示，中国科学家长期以来依赖外国同行的资源、数据和技术进行玉米研究，但现在我们可以出口我们的玉米数据资源。

玉米遗传育种研究离不开数据库

严建兵告诉记者：“在遗传育种的过程中，常常需要引入玉米中没有的基因，在内部安排不同的组合，并将好的基因组合转移到新品种上，以改善玉米的某些性状。”

由于玉米是饲料的主要来源，我们需要的肉、蛋和奶主要是由玉米转化而来的，中国对玉米的需求一直在增加。玉米在中国农业生产中的地位越来越重要，其种植面积和总产量已经超过水稻和小麦，位居第一。玉米的重要性不言而喻，它关系到国家的粮食安全。

玉米遗传改良图谱是严建兵团队在玉米遗传改良研究中获得的“副产品”。"玉米专题数据库是玉米研究的战略资源，我们必须自己做."2010年回到中国后，严建兵决定和他的团队一起建立一个“数据库”，同时进行育种研究。

打造玉米多组学数据“搜索引擎”

事实上，在ZEAMAP走向国际之前，中国科学家已经将它用于各种研究。山东农业大学褚教授利用ZEAMAP数据库进行大数据挖掘，发现了一个抗玉米纹枯病的关键基因；中国农业大学的秦峰教授利用ZEAMAP数据库发表了一系列玉米抗旱方面的成果.“事实上，这个数据库中的信息量仍然非常大，只要您愿意挖掘，就可以从中受益。”严建兵向记者强调，该数据库可以成为玉米育种研究人员的重要工具。

华中农业大学教授刘斌对粮食作物的三项基础研究进行了国际比较。结果表明，近10年来，我国玉米研究取得了快速进展，尤其是近5年来，我国在高质量期刊上发表论文的活跃程度居世界第二，仅次于美国。据不完全统计，ZEMAP数据库中的数据已被国内外60多个实验室使用，ZEMAP数据库中的资料已分发15，000多份，并在此基础上发表了数十篇高水平的文章。

从第一版到第三版，ZEAMAP数据库打破了过去中国玉米育种研究的“信息孤岛”，实现了玉米组学数据的“云”集成检索和分析；玉米基因组图谱数据库成功整合了同一玉米群体的基因组、转录组、表型组、代谢组、表观基因组、调控组和遗传定位结果，构建了玉米的综合数据库；此外，开放外部接口，嵌入基因组“浏览器”和“搜索引擎”，实现相关组学数据的高度集成、快速检索和智能分析。严建兵坚信，如果我们再坚持10年或20年，随着越来越多的科学家知道并使用多功能玉米，它将成为餐桌上的美味。

玉米数据库在育种中屡次立功

天然玉米的含油量只有4%。为了获得高油玉米，美国育种专家花了100年时间将这一指数提高到20%；20世纪80年代，我国育种专家宋教授采用了一种新的遗传改良方法，只用了8-10年就获得了这一结果。没有人知道科学原理是什么，专家之间有一场大辩论。

2013年，严建兵的团队利用ZEAMAP数据库，在世界上首次提出基因组水平上微效多基因的积累是长期石油改良的遗传基础。发表在《自然遗传学》杂志上的这篇被高度引用的论文解决了专家之间的争论。

根据这一想法，严建兵的团队再次采用了ZEAMAP数据库，使甜玉米的维生素E增加了17%以上，达到2.5倍。这是广东第一次实现转型。目前，高维e甜玉米品种占广东甜玉米的一半，占全国甜玉米市场的20%。该成果获得2016年国家科技发明二等奖。

严建兵还参加了一个“生物强化”项目，以选择富含维生素A的玉米新品种来预防儿童夜盲症。ZEAMAP数据库再次做出了巨大贡献。通过选择高维生素A来源的种质材料，玉米中维生素A含量提高到8 g/g.