观赏开花植物是全球园艺和花卉产业的基石,不仅美化了我们的生活,也拥有巨大的经济价值。然而,“花”的重要性远不止于观赏。作为被子植物特有的生殖器官,花的发育、开放、授粉和衰老等过程,直接决定了植物的繁殖成败,并最终影响着果实和种子的产量,是农业生产中的核心环节。
此外,花也是人类直接利用的重要资源。它们不仅可以作为食物(如西兰花、金针菜),还为食品工业提供了天然的色素和香料。同时,花朵是提取精油、化工原料以及多种活性药用成分的宝贵来源,扮演着不可或缺的角色。因此,对花器官的发育调控机制进行系统性解析,不仅是植物学研究的基础前沿,也对农业、食品及医药产业具有重大的应用价值。近年来,随着基因组学技术的飞速发展,“花卉组学”领域为此提供了海量的数据资源。与此同时,“十五五”新规划对“美丽中国”建设提出了更高要求,而花卉研究正是通过培育更多优新品种、解析更多花卉遗传密码,为这一国家战略的实现提供着重要的科学基础。
然而,这些宝贵的资源长期以来却处于分散的状态,这对于花卉领域的研究造成了不便。例如,一个育种家或研究者想要探究开花调控基因,如FLOWERING LOCUS T (FT)。在传统的研究模式下,即便所有数据都存于公共数据库,研究者也必须获取并处理参考基因组、基因注释文件以及多个独立的转录组原始测序数据集。这不仅需要计算资源,还必须执行一套分析流程,包括对原始序列进行质量控制、序列比对、表达定量与标准化等。只有在完成了所有这些预处理工作后,才能开始进行差异表达基因的统计检验,以比较FT基因在不同组织中的表达水平。如果想进一步寻找与FT协同作用的其他基因,整个分析流程的工作量将进一步增加。这个过程耗时耗力,限制了研究的效率和广度。
在此背景下,2025年10月13日,海南大学陈飞教授和中国科学院罗鸣研究员团队合作,在期刊《Plant Communications》上发表了研究成果,推出了“FlowerBase”。该平台致力于为花卉研究人员提供一个用户友好的一站式平台。其核心优势在于一体化和易用性。平台提供的所有转录组数据均已完成了从原始序列质控、比对到表达定量的全套标准化流程,形成了一个高质量、可直接用于比较分析的数据集。基于此,研究者无需编写任何代码,即可直观地探索基因功能:例如在探究梅花FT基因时,可以通过动态的表达曲线图追踪其在不同发育阶段的表达变化,并通过组织部位着色的电子表达图谱(efp)快速锁定其在根、茎、叶、花等器官中的主要功能部位。若要进一步挖掘其调控网络,只需一键启动共表达网络分析,系统便会自动生成一个信息丰富的环形图谱,清晰地展示出所有正、负相关的基因,帮助研究者快速锁定潜在的功能模块。总而言之,FlowerBase使不具备专业生信背景的用户也能独立、便捷地利用多组学数据开展深度的数据挖掘和创新性研究。(图1)

图1. FlowerBase数据库主页
FlowerBase数据库兼顾数据广度和深度。目前,它整合了来自58个观赏植物物种的62个高质量基因组,涵盖了百合、兰科、芍药、梅、月季、三角梅、菊花等众多具有全球重要性的花卉。数据库内存储了超过 258 万个基因的注释信息和 8700 多种已鉴定代谢物的数据,为多组学和分子育种研究奠定了坚实的数据基础。
平台的设计围绕着花卉生物学的四大核心(花结构、花色、花香和花期)展开,其底层由基因组学、转录组学等多组学数据提供坚实支撑。最终,这些丰富的数据资源通过平台内置的一系列工具,实现了从基础数据到应用的衔接。(图2)

图2. FlowerBase数据库内容预览
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陈飞教授与中科院华南植物园罗鸣研究员为通讯作者,海南大学博士生王冲与博士后李志栋为共同第一作者。启航娱乐城(中国)官方网站
王文泉教授对该项目进行了指导,崖州湾国家实验室的FAN项目提供了支持。本研究工作得到了国家自然科学基金(32172614)和中国科学院青年创新促进会项目(Y2021094)的支持。
数据库链接://bioinformatics.qihangylc.com/flowerbase