美国DOE大力资助植物与微生物研究推动生物能源发展
2019年8月，美国能源部（DOE）先后宣布将为25个植物和微生物基因组研究项目[1]、6个植物和微生物成像新方法项目[2]提供资助，共计7750万美元，以推动生物能源和生物产品的开发。
1、植物和微生物显微成像新方法研究
植物和微生物显微成像新方法研究项目共6个，获资助1350万美元。研究目标是利用量子点等新技术，更加详细地描述活细胞内发生的代谢过程。这将有助于提升人们通过生物工程进行生物能源转化和生产生物产品的能力。
表1 生物分子表征和成像科学计划——用于生物能源的生物成像新方法研究
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项目名称 |
研究机构 |
首席科学家 |
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基于活细胞、量子点的植物和微生物细胞外囊泡示踪方法研究 |
特华拉大学 |
Caplan, Jeffrey |
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通过厌氧真菌和真菌纤维酶追踪木质纤维素分解过程 |
加州大学圣巴巴拉分校 |
O'Malley, Michelle |
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合作实验室：太平洋西北国家实验室 |
Evans, James | |
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用于细菌能量转换的多模式单细胞/颗粒成像和工程研究 |
康奈尔大学 |
Chen, Peng |
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拓宽量子和聚合物点效用和范围，用于植物中的多重超分辨率荧光成像 |
密苏里大学 |
Stacey, Gary |
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合作实验室：太平洋西北国家实验室 |
Orr, Galya | |
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用于多模高光谱生物成像的量子点工具包 |
科罗拉多大学 |
Nagpal, Prashant |
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用于细菌群落生物电研究的无机电压纳米传感器 |
加州大学洛杉矶分校 |
Weiss, Shimon |
2、植物基因组研究
植物基因组研究项目共12个，获资助2900万美元。研究目的是加深人们对生物能源和生物产品来源植物的基因功能的认知，确定植物基因组特定区域与特定植物性状之间的关联，从而改善农作物的抗旱能力和提高产量。
表2 基因组科学计划——基因组驱动的确定植物基因功能的生物学研究
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项目名称 |
研究机构 |
首席科学家 |
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菥蓂的贮藏与稳定性候选基因的功能分析 |
北德克萨斯大学 |
Alonso, Ana |
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用于植物中代谢物和基因注释的耦合代谢源同位素对标记和全基因组关联分析 |
普渡大学 |
Chapple, Clint |
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通过比较基因调控网络分析和细胞类型特性表达图发现新型应激耐受性 |
斯坦福大学 |
Dinneny, José |
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描述高粱抗旱能力的分子机理 |
唐纳德丹佛斯植物科学中心 |
Eveland, Andrea |
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为植物生物质工程创造酰基转移酶工具 |
威斯康星大学 |
Fox, Brian |
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通过蛋白质定位和蛋白质-蛋白质相互作用的全面表征，转变对叶绿体相关基因的理解 |
普林斯顿大学 |
Jonikas, Martin |
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构建植物氮通量图（NFMs） |
威斯康星大学 |
Maeda, Hiroshi |
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合作实验室：劳伦斯伯克利国家实验室 |
Yoshikuni, Yasuo | |
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高通量测定植物的亚细胞代谢网络图谱 |
华盛顿卡内基研究所 |
Rhee, Seung |
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合作实验室：劳伦斯伯克利国家实验室 |
Mortimer, Jennifer | |
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TGCM:利用特征、基因和农作物培养模型指导的高粱靶向基因表征 |
内布拉斯加大学 |
Schnable, James |
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加州大学戴维斯分校 |
Taylor, Gail | |
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合作实验室：橡树岭国家实验室 |
Chen, Jin-Gui | |
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Deep Green：保守未注释绿色系蛋白质的结构和功能基因组表征 |
唐纳德丹佛斯植物科学中心 |
Umen, James |
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合作实验室：国家可再生能源实验室 |
Knoshaug, Eric | |
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Infer Net：通过利用大型器官特异性表达数据集和非冗余调节因子的验证来推断基因功能 |
普渡大学 |
Varala, Kranthi |
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合作机构：美国农业部农业研究局中西部地区作物生产和病虫害控制研究所 |
Hudson, Karen |
3、微生物基因组研究
微生物基因组研究项目共13个，获资助3500万美元。项目旨在深入了解微生物群落在土壤和环境中的养分循环机理，以利于改进生物能源和生物产品的来源作物性状，加深人们对特定环境系统复杂性和互作生物过程的认知。
表3 基因组科学计划——系统生物学驱动的微生物在营养循环过程中的作用研究
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项目名称 |
研究机构 |
首席科学家 |
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干旱条件下微生物进化的生物地球化学效应 |
加州大学欧文分校 |
Allison, Steven |
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合作实验室:劳伦斯伯克利国家实验室 |
Brodie, Eoin | |
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菌根-分解菌相互作用的分子机理及其对陆生生物地球化学的影响 |
波士顿大学 |
Bhatnagar, Jennifer |
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利用系统生物学方法描述二硫代亚磷酸盐氧化在全球磷酸循环中的作用 |
加州大学伯克利分校 |
Coates, John |
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跨国相互作用：草原土壤养分循环的基础 |
加州大学伯克利分校 |
Firestone, Mary |
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合作实验室：劳伦斯利弗莫尔国家实验室 |
Pett-Ridge, Jennifer | |
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合作实验室:劳伦斯伯克利国家实验室 |
Ceja-Navarro, Javier | |
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从病毒到原生生物：微生物控制中被忽视组分对泥炭地养分循环的温度响应 |
杜克大学 |
Gibert, Jean |
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合作实验室：橡树岭国家实验室 |
Weston, David | |
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绿色组学（GREEN’omics）土壤变暖的营养反馈 |
北亚利桑那大学 |
Hungate, Bruce |
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合作实验室：劳伦斯利弗莫尔国家实验室 |
Pett-Ridge, Jennifer | |
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合作实验室：太平洋西北国家实验室 |
Hofmockel, Kirsten | |
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使用非培养法将活性化合物特异性碳降解与温室气体生产和永久冻土微生物自然群体中的再循环联系起来 |
田纳西大学 |
Lloyd, Karen |
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合作实验室：橡树岭国家实验室 |
Hettich, Robert | |
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合作实验室：太平洋西北国家实验室 |
Cliff, John | |
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细胞到生态系统：通过沉积物寄主的互生聚生体及其病毒捕食者了解甲烷及相关养分的循环过程 |
加州理工学院 |
Orphan, Victoria |
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合作实验室：阿贡国家实验室 |
Henry, Christopher | |
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铅的微生物竞争：对碳和氮循环的影响 |
密歇根大学 |
Semrau, Jeremy |
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土壤中的病毒：微生物组和养分循环的关键调节剂？ |
俄亥俄州立大学 |
Sullivan, Matthew |
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合作实验室：劳伦斯伯克利国家实验室 |
Mutalik, Vivek | |
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类咕啉作为模式营养素来探测土壤生态系统中的微生物相互作用 |
加州大学伯克利分校 |
Taga, Michiko |
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利用基因组信息实验群组分析土壤环境中的碳氮循环 |
威斯康星大学 |
Whitman, Thea |
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合作实验室：劳伦斯伯克利国家实验室 |
Grigoriev, Igor | |
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将单细胞湿地微生物组结构、功能和活性整合到生态系统尺度的生物地球化学通量中 |
华盛顿大学 |
Winkler, Mari |
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合作实验室：劳伦斯利弗莫尔国家实验室 |
Mayali, Xavier |
（郑颖）
[1] Genomics-Based Research Will Help Develop Crops for Bioenergy.https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-64-million-research-plants-and-microbes?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg
[2] Aim is to Use Quantum Dots and Other Novel Technologies.https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-135-million-new-bioimaging-approaches-bioenergy