
近日,由中国热带农业科学院、浙江大学、中国农业科学院深圳农业基因组研究所等多家科研机构联合开发的SPDEv3.0 多学科整合数据分析平台正式亮相,相关成果发表于国际权威期刊《Plant Physiology》。这款全新生物信息学工具以 “全流程自动化、跨领域整合、零代码可视化” 为核心创新,彻底打破传统植物科研中数据异构、流程碎片化、技术门槛高的痛点,为基因组学、分子生物学与植物育种研究提供了 “一站式” 解决方案。
痛点直击:传统工具卡壳的地方,SPDEv3.0 实现突破
在当前植物科研中,研究者常面临三大 “拦路虎”:不同分析工具间文件格式不兼容,需反复手动转换;共线性分析、基因家族鉴定等复杂流程需多工具串联,耗时且易出错;SAS、R 等统计工具要求深厚编程功底,让专注育种的研究者望而却步。
“过去做一次拟南芥和琴叶拟南芥的共线性分析,从序列提取到可视化至少要半天,还得担心中间步骤出错。” 。而 SPDEv3.0 的出现,将这些难题逐一化解 —— 其创新设计直指科研效率核心,用 “自动化” 和 “整合性” 重构植物数据分析流程。
三大核心创新:重新定义植物科研效率
创新 1:全流程自动化,分钟级完成 “days 级” 工作
SPDEv3.0 将复杂分析流程压缩至 “一键启动”,关键步骤全程无人工干预:
共线性分析 2 分钟搞定:仅需输入基因组和注释文件,平台自动完成 CDS 提取、蛋白翻译、同源比对与共线性块识别,较传统工具(TBtools、MCScanX 等)平均耗时缩短 30-60 倍(传统工具需 1-2 小时,SPDEv3.0 平均 89 秒);
基因家族分析 3 分钟闭环:依托内置的 126 个预构建基因家族 HMM 模型(如 ARF、WRKY 等),自动完成成员识别、保守结构域注释与可视化,玉米 ARF 基因家族分析全程仅需 3 分钟;
批量任务 “秒级” 响应:1000 个拟南芥基因的引物设计 33 秒完成,全基因组 CDS 序列提取仅需 4 秒,彻底摆脱手动操作的繁琐与误差。
更值得关注的是,该平台可稳定处理超 14Gb 的超大基因组(如洋葱基因组),7 分钟内完成基因组特征可视化,解决了传统工具处理大基因组时易崩溃、内存占用过高的问题。
创新 2:跨领域工具 “无缝缝合”,育种学家无需再学编程
不同于现有工具仅聚焦单一领域,SPDEv3.0 首次实现分子生物学、基因组学、植物育种的全场景覆盖:
整合 40 种经典育种统计方法:涵盖遗传力估算、方差分析、正交试验设计等核心功能,研究者无需依赖 SAS 或 R,上传数据后一键生成分析结果,还可直接联动可视化模块生成图表;
模块化互联设计:从基因序列提取(Genes 模块)、同源比对(Alignment 模块),到育种数据分析(Breeding 模块)、结果可视化(Visualization 模块),各模块数据自动流转,File Edit 模块还可智能处理格式兼容问题,避免 “工具间数据孤岛”。
“以前做遗传力分析,得先学 R 的 ggplot2 画图,现在在 SPDEv3.0 里填好数据,连显著性标注都是自动的,省下的时间能多做一次田间试验。”。
创新 3:零代码出 “顶刊级” 图,可视化功能覆盖全场景
科研绘图是许多研究者的 “痛点”,而 SPDEv3.0 将可视化做到 “专业且易用”:
30 + 种可视化类型全覆盖:从基因组特征图谱、共线性 Circos 图、基因家族结构域示意图,到基因表达热图、器官特异性表达图谱、PCA / 小提琴图等统计图表,满足从基础研究到育种应用的全场景需求;
1035 种期刊级配色方案:预设配色均来自近年顶刊,支持一键切换;图形参数(如分支颜色、标签字体)可灵活调整,无需掌握 Python 或 R 绘图语法,即可生成符合《Plant Cell》《Nature Plants》等期刊要求的插图;
特色器官表达可视化:可将基因表达数据映射到拟南芥、玉米等 38 种植物的器官模型上,直观呈现 “根 - 茎 - 叶 - 花” 的特异性表达模式,让结果解读更直观。
开放获取 + 全球友好,加速植物科研协同创新
目前,SPDEv3.0 已在 GitHub 平台开放下载,提供 Windows/MacOS 双系统版本、详细用户手册及 10 + 套示例数据集,支持中文与英文双语界面,全球研究者可免费使用。
从 “碎片化操作” 到 “全流程自动化”,从 “技术门槛高” 到 “零代码上手”,SPDEv3.0 的发布不仅是一款软件的升级,更标志着植物科研正迈入 “高效协同” 的新阶段。对于广大植物研究者而言,这款 “省时、省心、专业” 的工具,将成为破解复杂数据难题、加速科研产出的 “新利器”。