基因技术帮助美国农业部确保作物安全

JMP® Genomics帮助研究员清除玉米中的病原体

挑战
美国农业部的研究人员需要分子生物学家和统计学家共同进行研究项目,领域涉及解决作物产量,人体营养以及环境问题的有效途径。
解决方案
来自SAS公司的全新生命科学软件JMP Genomics不仅提供强大的海量数据分析能力,而且仅通过点击鼠标点击就可实现的数据可视化,使得非统计专业的人员容易使用和理解。
结果美国农业部的研究中心广泛地运用JMP Genomics,范围遍及25个州。

戴比博伊工作在数字的世界中。作为地区统计员为美国农业部的农业研究服务(USDA),她帮助美国农业部的研究人员设计实验,分析结果并将这些结果转换为统计学相关的格式。

博伊所在研究所位于密西西比州的斯德维尔,杰克逊西北方向两小时车程,她与美国南部五个州的超过250名科学家合作,研究领域包括作物的产量、蜜蜂的行为、流体沉淀以及特定食物的营养价值等等。曾经有三位统计学家一起服务与她所负责的地区,包括肯塔基州、田纳西州、阿拉巴马州、密西西比州和路易斯安那州。现在,她是团队中唯一的统计师。她解释说:“在她所在组的分子生物学家必须能够亲自做许多工作。”

JMP Genomics的产品经理香农.康纳斯说:“来自SAS公司的JMP Genomics软件是为了便于研究人员和统计人员一起高效地工作而设计的。通过提供菜单驱动的JMP界面与SAS连接,JMP Genomics提供的先进分析方法,交互式图形,实验设计工具吸引着它们所支持的生物统计学家和分子生物学家。”

美国农业部一直依靠SAS®软件,因其强大的数据分析能力。2006年初SAS推出了应用于基因研究的桌面可视化软件JMP Genomics。九月,美国农业部就购买了30套软件,广泛的被缅因州、明尼苏达州、密西西比州等25个州的研究人员所使用。

JMP Genomics采用业界领先的SAS数据分析能力,专门针对大型基因阵列,蛋白质组学和遗传学数据集处理而设计的。它的菜单驱动系统便于没有SAS编程经验的科学家获取强大的SAS分析过程。此外,JMP Genomics平台的灵活框架,允许统计学家使用JMP菜单运行他们自己定制的SAS程序来完成特定的任务,研究人员可以利用先进的JMP数据可视化工具以及作为研究核心的基因阵列分析所需的特定工具。

例如,美国农业部的科学家们研究黄曲霉病原真菌与玉米品系的相互作用。感染黄曲霉真菌的玉米株可产生黄曲霉毒素污染的粮食。黄曲霉毒素是一个强力的毒性化合物,必须控制来保证粮食及其副产品为人类和动物食用是安全的。研究人员在两个层次上研究这个问题:为什么某些玉米品种更耐黄曲霉感染,以及确定黄曲霉与植物如何相互影响。利用基因阵列分析,生物学家通过对比病变与正常细胞的基因组合,来识别研究问题相关的基因。目标是建立更好的育种策略,既避免更多的玉米品种,又能控制病原菌。

“如果他们能找到特定基因,他们知道在DNA的位置,那么植物育种员和分子生物学家可以把抗性品种的特定基因导入高产品种”,博伊解释。“将个别品种种植到成熟需要几年的时间,取而代之的是你可以通过检查DNA就能确认具有良好的基因的植物,从而淘汰那些不具备良好基因的品种。”

在过去,博伊试图将四或五个不同类型的软件整合。然而,对于美国农业部的研究项目,常见的问题是,技术上缺乏足够的分析工具,无法处理大型数据集,她解释说:“从一个软件平台切换到另一个,不只是操作不顺畅,而且耗费很多时间。”

Two farmers examining a plant
不要试图去发展单一品种种植到成熟,这需要几年时间。取而代之的是你可以通过检查DNA确认具有良好基因的植物,并筛选出那些不具备良好基因的品种。
Debbie Boykin

区域统计学家 美国农业部农业研究服务中心

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