1.生物信息平台的建设和应用
生物信息学是在生命科学的研究中，利用信息技术对大量而复杂的生物数据进行存储、检索和分析，进而揭示生物学奥秘的新兴学科。近年来，随着基因组序列的不断完善和各种大通量采集数据实验方法的开发，生物信息学也在生物研究中起到越来越重要的作用。本课题组通过长期基因组水平转录组及表观遗传组的研究，建立起较完善的生物信息平台。具体通过设计合理的高通量实验、开发大规模数据快速处理的软件、对实验数据进行可靠处理流程、提供可视化方案、利用各种信息学统计学方法发掘海量数据的生物学意义这一系列步骤，对植物体内各种机理研究和生物技术的应用都有重要作用。
2.杂交优势
杂交优势是自然界普遍存在的一种复杂生物学现象，在农业生产中获得了广泛的应用。但是杂交优势的分子遗传机理迄今尚不清楚。随着分子生物学、基因组学和生物信息学研究的深入和发展，利用系统生物学手段开展杂交优势分子机理的研究，具有重要的科学意义和实际应用价值。基因型异质的亲本其杂交子一代许多性状上不同于双亲，这必然涉及到亲本基因组在杂交遗传背景中相互作用而引起基因表达调控发生变化。目前，我们利用高通量测序技术对具有不同优势的杂交组合的亲本和子一代不同组织在不同环境条件下进行全基因组基因差异表达分析，并进一步分析造成这种差异表达基于顺式作用元件和反式调控因子DNA序列多态性的遗传机制，以及基于DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA的表观遗传机制，全面探索杂交优势的可能分子机制。
3.分子设计育种
随着更多新技术在农业生产中应用，我们可以从大量基因型和表型数据出发，快速发掘水稻玉米等作物中的功能基因，同时整合多种有利性状，开展全基因组选择育种。目前，本课题组通过对多个水稻品种全基因组重测序结果的分析，提取了大量单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms, SNP）位点，与张启发团队共同建立了水稻中第一个高通量的SNP标记芯片检测平台。目前我们正运用这些检测平台，对各种水稻种质资源和杂交分离群体进行分型分析，在全基因组层次建立性状与标记的关联性，进一步通过数学建模，开展分子设计育种。
代表性论文
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2. Chen W, Chen H, Zheng T, Yu R, Terzaghi WB, Li Z, Deng XW, Xu J, He H. , Highly efficient genotyping of rice biparental populations by GoldenGate assays based on parental resequencing. , Theor Appl Genet , 2013 , 10.1007/s00122-013-2218-2
3. Chen H, He H, Zhou F, Yu H, Deng XW. , Development of genomics-based genotyping platforms and their applications in rice breeding. , Curr Opin Plant Biol. , 2013 , 16(2):247-54.
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5. Shen H*, He H*, Li J, Chen W, Wang X, Guo L, Peng Z, He G, Zhong S, Qi Y, Terzaghi W, Deng XW. , Genome-wide analysis of DNA methylation and gene expression changes in two Arabidopsis ecotypes and their reciprocal hybrids. , Plant Cell , 2012 , 24(3):875-92.
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