转基因管理的利器———美国农业部的基因统计分析工具

生物技术在全球农业领域日益重要，用不用已经不再是问题，如何用、如何更好地管理才是关键。工欲善其事必先利其器，生物技术和分子技术为科学育种打开了一扇窗，而先进的技术背后有着大量的数据，如何使用这些数据，就需要有数据分析能力的软件和硬件来支撑。美国作为转基因技术应用最广泛的国家，其对转基因技术的分析和管理也是确保作物安全的一个重要环节。

据悉， 2006年初，全球最大的软件公司之一SAS公司推出应用于基因研究的可视化软件JMP Genomics，当年美国农业部就购买了30套，应用于缅因州、明尼苏达州、密西西比州等25个州。

戴比·博伊是美国农业部密西西比州斯德维尔地区统计员，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数据。她与美国南部五个州超过250名科学家合作，研究领域包括作物的产量、蜜蜂的行为、特定食物的营养价值等。

“如果能找到特定基因，知道在DNA上的位置，植物育种家和分子生物学家就可以把抗性品种的特定基因导入高产品种中。”博伊解释，分子育种的优势，就是不必等待作物一次次从种植到成熟好几年时间的观察和研究，通过检查DNA就能确认具有良好基因的品种，从而淘汰那些不具备良好基因的品种。

黄曲霉毒素已被认定为是诱发肝癌的重要致病因素，美国农业部的科学家们研究了黄曲霉病原真菌与玉米品系的关系。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，并确定黄曲霉与植物如何相互影响。通过基因阵列分析，生物学家对比病变与正常细胞的基因组合来识别相关基因，目标是建立育种策略，让选育的玉米品种不带有相关基因或拥有特定基因，从而控制黄曲霉病原菌的产生。

JMP Genomics产品经理香农·康纳斯介绍，上述案例是JMP Genomics应用的一个典型。这个软件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，为研究人员和统计人员一起高效工作提供了便利。“正是先进的分析方法、交互式图形、实验设计工具，吸引着生物统计学家和分子生物学家。”JMP Genomics可用于农业、药物基因组学、生物技术学以及其他基因研究领域，它能够分析罕见和常见变异、检测差异表达模式、了解 NGS数据、发现可靠的生物标志物概况，并将路径信息纳入到分析工作流程中。

过去，美国农业部也缺乏分析工具，无法处理大型数据集，博伊曾试图将四五个不同类型的软件整合。“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。”随着基因科学和研究手段的进步，美国的生物技术研究探索不断加快。据悉，SAS也是美国联邦药品和食品管理局（FDA）提交电子材料和财富500强生命科学公司的标准统计软件。对于数据分析来说，靠EXCEl的时代早已过去。