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后基因组时代的谷子改良
全球约有 500 万公顷的东非和南亚半干旱环境下种植了小米，它是一种重要的两用作物，可满足这些边缘地区的粮食、饲料和营养需求。尽管产量潜力巨大，但包括小米在内的全球小黍种植面积在 1961 年至 2018 年间减少了 25.7%。小米改良计划于 1913 年在印度启动；然而，与改良其他主要谷物所投入的努力相比，尚未集中精力实现这种气候适应性作物的遗传增益。这导致即使经过 100 多年的育种，农民田地里的小米产量仍然低于其潜在产量。然而，重要性状具有显著的遗传变异。亚洲和非洲的育种计划已经根据当地需求改进了杂交技术和育种目标。 ICRISAT 是一家国际中心，其授权作物之一为小米，该中心正与合作伙伴合作开发新种质，以提高边远地区这种作物的生产力。该项目以印度和肯尼亚为基地，在过去几十年中在全球范围内开发和传播了种质和育种品系。许多有前途且适应性广的品种已在许多国家推出和采用。20 世纪 90 年代，印度和非洲小米基因库之间的杂交为印度的小米生产带来了范式转变。现在，随着新品种的鉴定，育种渠道得到了加强
在基因组时代的骨髓增生综合征和精密医学的未来观点
1瑞士伯尔尼大学伯恩大学医院Inselspital的血液学和中央血液学实验室系，瑞士伯尔尼； ioannis.chanias@insel.ch（i.c. ）; kristina.stojkov@insel.ch（K.S. ）; Michael.daskalakis@insel.ch（M.D. ）; helena.simeunovic@insel.ch（H.S. ）; linetmuthoni.njue@insel.ch（l.m.n。 ）; annatina.schnegg@insel.ch（A.S.S.-K。）; naomiazur.porret@insel.ch（N.A.P。 ）; allam.ramanjaneyulu@dbmr.unibe.ch（R.A.）; tata.nageswararao@dbmr.unibe.ch（T.N.R. ）; alicia.rovo@insel.ch（A.R. ）; veraulrike.bacher@insel.ch（U.B.） 2伯尔尼大学生物医学研究系（DBMR），瑞士伯尔尼大学3010，瑞士伯尔尼3诊所，巴塞尔大学医院，瑞士4031，瑞士巴塞尔大学； gregorthomas.stehle@usb.ch 4血液学和肿瘤学系，医院Thurgau AG，8596 Muensterlingen，瑞士； rudolf.benz@stgag.ch.CH 5血液学和中央血液学实验室，瑞士卢塞恩6004号卢塞恩医院； axel.ruefer@luks.ch 6 6内科医学诊所，医学肿瘤学和血液学诊所，WAID和Triemli，瑞士8063，瑞士苏黎世； adrian.schmidt@triemli.zuerich.CH 7瑞士Thun 3600 Thun医院医学肿瘤学和血液学中心； marcel.adler@spitalstsag.ch.CH 8苏黎世大学苏黎世大学医院医学和血液学系，瑞士8091苏黎世； stefan.balabanov@usz.ch 9瑞士南瑞士肿瘤学研究所血液学诊所，瑞士贝林佐纳6500； georg.stuessi@eoc.ch *通信：nicolas.bonadies@insel.ch;电话。 ： +41-（0）31-632-4571;传真： +41-（0）31-632-34061瑞士伯尔尼大学伯恩大学医院Inselspital的血液学和中央血液学实验室系，瑞士伯尔尼； ioannis.chanias@insel.ch（i.c.）; kristina.stojkov@insel.ch（K.S.）; Michael.daskalakis@insel.ch（M.D.）; helena.simeunovic@insel.ch（H.S.）; linetmuthoni.njue@insel.ch（l.m.n。）; annatina.schnegg@insel.ch（A.S.S.-K。）; naomiazur.porret@insel.ch（N.A.P。）; allam.ramanjaneyulu@dbmr.unibe.ch（R.A.）; tata.nageswararao@dbmr.unibe.ch（T.N.R.）; alicia.rovo@insel.ch（A.R.）; veraulrike.bacher@insel.ch（U.B.）2伯尔尼大学生物医学研究系（DBMR），瑞士伯尔尼大学3010，瑞士伯尔尼3诊所，巴塞尔大学医院，瑞士4031，瑞士巴塞尔大学； gregorthomas.stehle@usb.ch 4血液学和肿瘤学系，医院Thurgau AG，8596 Muensterlingen，瑞士； rudolf.benz@stgag.ch.CH 5血液学和中央血液学实验室，瑞士卢塞恩6004号卢塞恩医院； axel.ruefer@luks.ch 6 6内科医学诊所，医学肿瘤学和血液学诊所，WAID和Triemli，瑞士8063，瑞士苏黎世； adrian.schmidt@triemli.zuerich.CH 7瑞士Thun 3600 Thun医院医学肿瘤学和血液学中心； marcel.adler@spitalstsag.ch.CH 8苏黎世大学苏黎世大学医院医学和血液学系，瑞士8091苏黎世； stefan.balabanov@usz.ch 9瑞士南瑞士肿瘤学研究所血液学诊所，瑞士贝林佐纳6500； georg.stuessi@eoc.ch *通信：nicolas.bonadies@insel.ch;电话。： +41-（0）31-632-4571;传真： +41-（0）31-632-3406
基因组时代的系统发育
分子系统发育学诞生于20世纪中叶，当时蛋白质和DNA测序的出现为研究生物体之间的进化关系提供了一种新颖的方式。该学科的第一个50年可以看作是对解决力量的长期追求。目标 - 重建生命之树 - 似乎是无法到达的，方法进行了严重辩论，并且数据限制了。也许是出于这些原因，即使是整个方法的相关性，也反复质疑，作为所谓分子与形态辩论的一部分。通常在长期存在的难题中结晶的争议，例如土地植物的起源，胎盘哺乳动物的多样化或原核生物/真核生物鸿沟。随着基因和物种样本的规模增加，其中一些问题已解决。多年来，分子系统发育学已经逐渐从一个辉煌的革命性思想演变成一个以可靠建造树木的问题为中心的成熟研究领域。在2000年代后期，这种逻辑进展突然中断。高通量测序出现，该领域突然移入了完全不同的东西。对基因组规模数据的访问深刻地重塑了方法论挑战，同时打开了惊人的新应用观点。系统发育学使系统学领域占据了本世纪最令人兴奋的研究领域之一 - 基因组学。这是这本书的目的：在当前的系统基因组时代，我们如何做树木以及我们对树木的工作。第2部分涵盖了数据问题过渡到基因组规模数据的一个明显的实际结果是，最广泛使用的树木建造方法基于序列进化的概率模型，需要密集的算法优化才能适用于当前数据集。本书的第1部分中考虑了此问题，其中包括对马尔可夫模型（第1.1章）的一般介绍以及如何最佳设计和实施最大可能性（第1.2章）和贝叶斯（第1.4章）系统发育推论方法的详细描述。现代系统基因组学计算方面的重要性是，有效的软件开发是该领域众多研究小组的主要活动。我们承认这一点，并包括七个“如何”章节，其中介绍了主要的系统基因组工具的最新更新 - RAXML（第1.3章），门类（第1.5章），MACSE（第2.3章），BGEE（第4.3章），Revbayes（Revbayes（第5.2章），Beagle（第5.4章），和BPP（第5.4章），和BPP（5.6）。基因组规模的数据集非常大，以至于统计能力是过去几十年中系统发育推断的主要限制因素，不再是主要问题。大量数据集倾向于扩大它们传递的信号（无论是生物学还是人工），因此偏见和不一致而不是采样方差，是基因组时代系统发育推断的主要问题。
微生物组时代的 CRISPR 筛选
基因组学的最新进展揭示了微生物生态系统的多样性和丰富性。现在需要新的功能基因组学方法来高通量地探测基因功能并提供机制见解。在这里，我们回顾了如何使用 CRISPR 工具箱以序列特异性的方式灭活、抑制或过度表达基因，以及这如何提供多种有吸引力的解决方案来高通量地识别基因功能。CRISPR 筛选技术在真核生物和原核生物中都得到了发展，已经为微生物学和宿主-病原体相互作用提供了有意义的见解。在微生物组时代，CRISPR 衍生工具的多功能性和功能多样性有可能显著提高我们对微生物群落及其与宿主相互作用的理解。
回顾了肺巨噬细胞在单细胞基因组时代慢性阻塞性肺疾病发病机理中的作用
慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种以持续气流限制为特征的异质呼吸道疾病。COPD进展的多种致病机制尚未完全理解。巨噬细胞是呼吸道中最具代表性的免疫细胞，构成了先天免疫防御的第一线，并保持肺免疫稳态。最近的进步为肺巨噬细胞的表型和功能改变提供了更深入的见解及其在COPD发病机理中的作用。值得注意的是，单细胞RNA测序的出现彻底改变了我们对COPD中巨噬细胞分子异质性的理解。在此，我们回顾了有关肺巨噬细胞影响COPD的复杂机制，包括炎症介质产生，蛋白酶/抗蛋白酶释放和吞噬活性的复杂机制的主要研究。此外，我们从可用的文献中综合了有关COPD中所有已鉴定的肺巨噬细胞亚群的发现，从而提高了我们对COPD复杂病理生理机制的巨噬细胞异质性的理解。
无间隙植物基因组时代：测序和映射技术的创新革命性基因组学和繁殖尼古拉斯·格拉德曼（Nicholas Gladman）1，2，sara goo
全基因组测序和组装彻底改变了植物遗传学和分子生物学。然而，第一代和第二代技术的显着缺点导致了不完善的参考基因组：高质量或不确定的序列的大量和较大的差距高度重复性DNA的领域以及有限的染色体相限制，研究人员限制了研究人员表征最近期犯罪事件的调节性非编码元素和谱系区域的能力。最近，长阅读测序的进步导致了植物基因组的第一个无间隙，端粒到端粒（T2T）组件。这种飞跃有可能提高基因组学和分子实验的速度和信心，同时降低研究界的成本。
后基因组时代的智能育种方法用于开发适应气候的粮食作物
为了应对气候变化以及相关的非生物和生物胁迫挑战，改良作物特性对于开发优良作物品种至关重要。气候变化导致的全球变暖会引发更高的害虫压力和植物疾病，从而严重影响作物生产。控制作物抗逆或抗病基因的特性在经济上对作物至关重要。在这种情况下，广泛探索可用的野生、抗性或易感种质并揭示遗传多样性对于育种计划仍然至关重要。下一代测序技术和组学方法的出现通过提供多种植物的基因组序列和转录组加速了植物育种。解码的植物基因组的可用性提供了一目了然地识别候选基因、数量性状位点 (QTL)、分子标记和全基因组关联研究的机会，这些研究可能有助于高通量标记辅助育种。近年来，基因组学与标记辅助育种相结合，揭示了提高作物产量和质量的机制。在本综述中，我们讨论了标记辅助育种的各个方面以及基因组学、生物信息学、高科技音位学、基因组编辑和用于改良作物的新型植物育种技术时代的育种方法的最新前景。简而言之，后基因组学时代的智能育种工具包可以稳步帮助开发气候智能型未来粮食作物。
社论：后基因组时代针对病原体的分子疫苗
疫苗的研发和应用是人类历史上最伟大的公共卫生成就之一（Centers-for-Disease-Control-and-Prevention，2011a,b）。在二十一世纪的第一个十年，扩大免疫规划每年可避免 250 多万人死亡（WHO，2009）。疫苗不仅可以预防死亡、疾病和残疾，还可以通过减少疾病在人群中的传播来提供社区保护（Orenstein and Ahmed，2017）。仅在美国，据估计，通过为一个出生队列接种疫苗来预防临床病例和死亡可以为社会总成本节省 688 亿美元（Zhou et al.，2014）。尽管国际上已有针对 26 种传染病的疫苗，但几乎一半的传染病死亡是由尚无疫苗的病原体引起的（Piot 等人，2019 年），包括新出现和重新出现的病原体（Williamson 和 Westlake，2019 年）。有趣的是，这些疫苗中的大多数都是根据经验开发的，关于保护机制的信息有限（Pulendran 和 Ahmed，2011 年）。高通量技术的发展和生物信息学的进步使得可以大量生成和整合来自生物系统多个组成部分的数据集，以了解深入的生理或病理事件（Pezeshki 等人，2019 年）。这种系统生物学的整体方法在应用于疫苗诱导的免疫反应研究时被称为系统疫苗学（Pulendran 等人，2010 年）。该研究领域不仅将为合理的疫苗设计提供工具，还将为开发新型佐剂和疫苗输送系统提供工具（Raeven 等人，2019 年）。在这个前沿研究主题中，我们探讨了一些现代疫苗学的概念。