土壤氮素短缺是限制作物生產的主要因子，從全基因組水平上解析作物氮高效的遺傳及分子機制，培育氮高效作物新品種，提高作物的氮素利用效率，是解決我國與世界農業的面源污染、實現農業可持續發展和保護環境的關鍵。近日，中國科學院計算機網絡信息中心高性能計算部、中科院遺傳發育研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室與魯東大學合作，運用基因組測序與生物信息學手段，在解析小麥氮素高效利用的分子機制研究中取得重要進展。7月22日，相關研究成果以Comparative genomic and transcriptomic analyses uncover the molecular basis of high nitrogen use efficiency in the wheat cultivar Kenong 9204為題，在線發表在Molecular Plant上。
該研究圍繞氮高效小麥品種“科農9204”的大尺度基因組、轉錄組、表觀組及重要基因功能展開計算挖掘，高性能計算部研究團隊基于生物信息學與高性能計算技術，研發了大尺度基因組并行組裝與注釋的算法和軟件，組裝出“科農 9204”的高質量基因組序列，并系統地注釋分析了“科農9204”的氮吸收和代謝相關基因。與氮低效品種“京411”對比，研究鑒定出小麥響應缺氮的關鍵發育時期和相關的主要代謝途徑（圖1、2），為小麥氮高效的分子機制提供了新觀點，并為培育氮高效的小麥新品種提供了有價值的基因資源。
研究工作得到國家自然科學基金創新研究群體項目/重大研究計劃項目、中科院戰略性先導科技專項、中科院“十三五”信息化專項課題的支持。
