雖然可以孤立地研究生物，但是當考慮到它們的環(huán)境相互作用時，會出現(xiàn)更全面的圖像。同樣， 美國能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)的2018年社區(qū)科學計劃(CSP)選擇的30個提案中的許多提案都是DOE科學用戶設(shè)施辦公室，旨在利用多種基因組和分析能力，以及科學專業(yè)知識，專注于生物能源生成和生物地球化學過程所涉及的潛在機制的用戶。

“這些新的CSP項目展示了多組學的進一步發(fā)展，幾乎所有要求的功能基因組學技術(shù)包括轉(zhuǎn)錄組學，表觀基因組學和代謝組學，大約一半跨越我們的科學計劃，”DOE JGI用戶計劃副主任Susannah Tringe說。“他們?yōu)榛蚪M學在DOE任務(wù)科學中的應(yīng)用帶來了令人興奮的新研究者，想法和方法。”

根據(jù)94份意向書，從76份完整提交材料中選出了CSP 2018年提案。點擊此處查看已批準的CSP 2018提案的完整列表。 此外，60%的已接受提案來自新的DOE JGI初級調(diào)查員。

在今年接受的提案中：

康奈爾大學的 Dan Buckley旨在使用穩(wěn)定同位素探測來解剖土壤微生物食物網(wǎng)，這種方法通過提供被消耗并摻入DNA的標記底物來追蹤營養(yǎng)物通量。這將使他的小組能夠識別和表征在土壤碳循環(huán)中起關(guān)鍵作用的未培養(yǎng)微生物。

法國國家農(nóng)業(yè)研究所(INRA)的Boulos Chalhoub將探討DNA甲基化和重復雜交如何塑造多倍體 Brachypodium hybridum，這是候選生物能源草如柳枝稷的親緣關(guān)系。多倍體植物含有多組染色體，這使得這些基因組的測序和組裝更具挑戰(zhàn)性，但也可以使植物具有更大的脅迫耐受性。

芝加哥大學的Maureen Coleman將在五大湖中應(yīng)用綜合生態(tài)系統(tǒng)基因組學，這些基因組學占地球表面淡水的20%。她將描述參與這些重要水生系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的微生物的代謝多樣性和活動。

俄勒岡州立大學的Byron Crump旨在將宏基因組學和元轉(zhuǎn)錄組學應(yīng)用于代謝河流生態(tài)系統(tǒng)中溶解有機物質(zhì)的微生物，這是包括陸地有機物在內(nèi)的陸地間轉(zhuǎn)移物質(zhì)的關(guān)鍵管道。

圣地亞哥加利福尼亞大學(UC)的Alisa Huffaker將利用DOE JGI在植物，宏基因組和合成程序中的多樣化能力，并利用代謝組學對高粱和玉米的代謝多樣性進行系統(tǒng)分析，以更好地了解微生物組相互作用以及這些草如何容忍各種壓力。

佐治亞大學的James Leebens-Mack將開發(fā)一個比較植物基因組學框架，涉及35種物種的高質(zhì)量基因組組裝和注釋。列出98名共同主要研究人員和Leebens-Mack的開放綠色基因組計劃將改進對影響植物生長和對環(huán)境壓力的反應(yīng)的基因，調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和代謝途徑的比較分析，并為植物的有效生產(chǎn)提供工程建議。生物燃料和生物產(chǎn)品。在該提案中，該團隊指出，大量研究人員“證明了開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施的重要性和廣泛興趣 - 包括戰(zhàn)略抽樣的參考質(zhì)量基因組序列 - 以幫助在整個生命樹中進行全面的比較分析。”

橡樹嶺國家實驗室的Udaya Kalluri想知道如何修改候選生物能源原料作物楊樹(DOE JGI的植物旗艦基因組之一)中的植物細胞壁，影響植物微生物相互作用和楊樹生物燃料生產(chǎn)的效用。

美國農(nóng)業(yè)部ARS谷物疾病實驗室和明尼蘇達大學的Corby Kistler針對原生草原土壤中細菌和真菌之間的相互對立關(guān)系，以及他們的檢查和平衡系統(tǒng)如何使多年生植物茁壯成長。他的提議將利用DOE JGI的真菌，微生物，宏基因組和代謝組學功能。

德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的Yu Liu計劃在絲狀真菌粗糙脈孢菌( Neurospora crassa)中定義DNA染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的全球調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這是生物質(zhì)真菌轉(zhuǎn)化的重要模式生物。

密歇根州立大學的Norma Martinez-Gomez旨在確定與植物 - 微生物相互作用有關(guān)的稀土元素依賴性酶，這些酶可以提高作物產(chǎn)量，例如候選生物能源原料，同時減少對肥料的需求。

加州大學歐文分校的Jennifer Martiny將探討干旱生態(tài)系統(tǒng)中表層土壤微生物對落葉的活動，以了解水分和溫度的日常循環(huán)如何影響?zhàn)B分循環(huán)。

Neslihan助教勞倫斯·伯克利國家實驗室，最近被任命為一個DOE早期職業(yè)研究計劃獲獎?wù)?，計劃在流域生態(tài)系統(tǒng)中使用的測序和代謝組學探索微生物的功能隨著時間的推移。她的團隊已經(jīng)在科羅拉多州的兩個高海拔溪流中從土壤 - 水生界面采集樣本。

唐納德丹佛斯植物科學中心的Ru Zhang正在調(diào)查模型綠藻萊茵衣藻( Chlamydomonas reinhardtii) -由DOE JGI進行基因組測序和組裝 -如何借助代謝組學調(diào)節(jié)其對熱應(yīng)激和日長的反應(yīng)。該信息可能導致藻類菌株產(chǎn)生更多生物質(zhì)以轉(zhuǎn)化為生物燃料。

這些項目以及本輪CSP中選出的其他17個項目代表了將DNA測序與其他分析方法相結(jié)合的新方法，以探索支撐生物能源和生物地球化學過程的生物關(guān)系。了解微生物如何與其他微生物和植物共同生活，植物基因組多樣性如何由DNA修飾產(chǎn)生，微生物如何利用可利用的當?shù)貭I養(yǎng)資源，以及如何理解和潛在利用代謝可塑性等問題，將有助于科學家利用高通量DOE任務(wù)目的的分析方法。