项目名称动态复杂性状功能作图理论

项目名称:动向复杂性状功能作图理论提名者及提名建议国家林业局动向复杂性状的研究向来是生物与医学领域向来未能攻陷的科学难题。达成人在国际上首创了一套被称为功能作图的理论，将影响生物性状形成的细胞、发育、进化学原理用数学方程式引入基因定位框架，从生物机理层面改良基因定位方法，定量研究基因与发育之间的复杂关系。这项研究成就将引起对复杂性状遗传构造研究的革命性打破。该项目拥有5个突出特点：1.原创性。功能作图方法为国际首创，显然提高了复杂性状基因定位功能；2.前瞻性。引领国际基因组研究技术发展趋向，为此后新一轮研究供给方法学保障；3.系统性。能解决与生长、发育有关的多种生物学识题，与其余学科交叉产生新一轮理论打破；4.复杂性。组合今世生物学最新研究成就，利用复杂的数学与统计模型来解决科学识题，显示显然的理论深度；5.理论性。从生物发育机理的角度研究数目性状遗传变异规律，为新数目遗传学的创办供给了理论基础。该项目获得的代表性成就均已在国际顶尖刊物上公布，功能定位研究被Nature、NatureReviewsGenetics、NatureMethods等选举为近来半个世纪DNA技术领域的标记性工作之一，在国际上产生了重要影响。模型被成功应用到人类医学、农作物重要经济性状的图位克隆，及林木重要性状的QTL定位与基因协助选择，获得了国际同行的高度讨论。经审察，该成就资料真切，公示时期未收到各方思疑，符合国家自然科学奖提名要求，同意申报。项目简介生命是一个动向过程，用传统的静态方法研究生命过程是形而上学的。该项目在国际上首创动向复杂性状功能作图理论，引起对生物学、农学与医学有指导作用的数目遗传学理论的重要打破。该项目依据数目性状形成的特点，把反应发育生物学原理的数学模型引入基因定位的统计框架，提出复杂性状基因组分析的定量分析方法。该项目最大的特点是以遗传与统计为主线，把发育、进化与生态几个重点领域交叉在一同，系统地揭示性状在不一样样形成阶段的整体运转规律，揭示与分析基因对生物规律合理运转所起的重点作用。长久以来，统计模型都是作为生物研究的协助工具，可是，近来十多年来，跟着各样海量数据的问世，统计建模已愈来愈成为人们研究生物奇特的必要手段。它不仅对数据分析供给工具，更能为揭示生物整体运转规律供给见解上与方法上的打破。目前，国际上对以统计分析为基础的计算生物学特别重视，产生了一批又一批重要研究成就。该项目正是在这个大背景下，经过多年艰辛研究，终于获得一批国际前沿的研究成就，填充了我国复杂性状基因定位的空白。该项目研究成就概括起来有以下几点：创办功能作图理论——把生长动向方程式引入基因定位，有效揭示数目性状形成的基因调控机理；提出以功能作图为基础的evo-devo研究新方法——把功能作图与进化、生态学相联合，回答对于复杂性状进化发源的几个重点问题；建立鉴于功能作图的药物设计新策略——把功能作图理论嵌入药物动力学、动向学原理，提出个体化用药的重点方案；发明动向基因调控网络新技术——从DNA经过一系列调控过程，到高端表型形成，是生物研究主线条，利用功能作图思想建立基因调控网络建立的新方法。该项目提出的功能作图理论，有力推动了数目遗传学和计算生物学的发展，同时也丰富了现代遗传学研究的内涵。目前，该项目在声威刊物，如《NatureReviewsGenetics》、《NucleicAcidResearch

》、《

Advanced

Drug

Delivery

Reviews

》、《

NewPhyologist

》、《Briefings

inBioinformatics》、《Drug

DiscoveryToday

》、《Evolution

》等宣布论文

100多篇，被《

Science

》、《Nature

》、《Cell》等重要期刊引用。客观讨论该项目在数目遗传学理论与建模领域获得了国际当先的学术成就，主要表此刻以下几个方面:功能作图是数目遗传学基础发明之一：功能作图被Nature等系列期刊列举为此刻DNA技术标记性发明之一。众多顶尖遗传学、植物学与医学刊物对功能作图赏赐高度讨论，包括Science、Nature、NatureReviewsGenetics、TrendsinPlantScience

、NatureReviewsDrugDiscovery

等。国际有名统计遗传学家Jansen在他的NatureReviews2008)论文中说明功能作图的应用价值，

Genetics以为把动向

(9,883-890,QTL定位的思想与核染色质产生的表观变异及基因印迹相联合，是运用多学科手段系统研究表型变异遗传基础的将来发展方向。另一国际著名统计遗传学家Sillanpaa，受TrendsinPlantScience主编邀请，针对表型组时代，怎样应用功能作图方法宣布了一篇有影响力的讨论性论文。Sillanpaa等特别重申功能作图在后基因组时代的应用远景，论述功能作图对生物过程分析的生物学与统计学功能。在CurrentOpinioninPlantBiology(213,193-205,2010)，一个国际顶尖作物遗传研究团队，重申随环境或发育而变化的QTL定位对于生物学研究与作物育种拥有不能够代替的作用，把功能作图作为重要论文用双星号重申介绍给广大读者。候选人在国际上抢先把复杂性状分解成互相作用的生理、解剖构成，借助vonBertalanffy系统论思想，把这些构成利用微分方程连结起来，在功能作图基础上发展出“系统作图”。鉴于系统作图理论在数目性状形成机剪发现方面的作用,国际顶尖理论生物学刊物PhysicsofLifeReviews主编，哈佛大学优秀教授Perlovsky邀请候选人系统论述系统作图的原理、设计与应用。主编同时邀请来自美国、荷兰、奥地利、芬兰与印度等国的有名同行对系统作图进行讨论，一致以为这一方法对打破数目性状基因定位瓶颈有重要作用，下边是详尽的同行议论建议：Mitteroecker

以论文题目“Systems

mapping

has

potential

toovercomeinherentofgeneticmapping”重申系统作图对攻陷复，杂性状独有的复杂问题与难点有推动作用。vanEeuwjk是一位农业遗传学家，他以为系统作图有助于遗传学家研究基因与环境互作这一特别复杂的问题。Sillanpaa对候选人把“功能作图”引入“系统作图”及“网络作图”表示高度认同Liu。把系统作图概括为目前复杂性状基因定位的重要方法之一，这一方法充分考虑了性状形成的复杂遗传、生理、发育机理,对研究复杂性状拥有重要作用。以上全部讨论者还对系统作图在统计等方面的圆满供给了建议，以为进一步圆满的系统作图将是复杂性状遗传研究的重要工具之一。功能作图能推动发育进化学研究：生物生长是一个发育过程。经过整合生长模型，该项目利用数学模型量化发育的基本源理。学术界对这一思想表示高度认同,下边是详尽讨论：MartinScience(349:966-970,2015)论文中，利用候选人生长模型(Wangetal.,Evolution68:81-91,2014)很好的解说了来自温带与热带的鸣鸟在个体发育过程中生活史的差别与进化，特别是利用达成人的异时性理论揭示这些鸟群在对生物、非生物环境响应过程中的适应性；Ota和Abe在顶尖发育学期刊WIRES:DevelopmentalBiology(5:272-295,2016)宣布了一篇对于发育进化生物学模型的综述论文。作者高度欣赏达成人和同事在组合发育进化理论与基因组思想在提高进化研究中的开辟性贡献。他们以为达成人的方法不仅在QTL定位方面有重要应用，在揭示性状进化与发育上也是“ofinterest。”作者列举了几个详尽的例子来显示候选人方法的应用与前瞻性。动向基因调控网络技术的打破：基因不能够能独自产生作用，而是与其余基因共同起作用。达成人发明一种高维基因互作模型已被学术界认同。在NatureReviewsGenetics(15:722-733,2014)，国际顶尖统计学家Haley等以为候选人的基因互作模型是研究复杂性状的重要手段。在NucleicAcidsResearch(41:e97,2013)宣布论文中，候选人利用香农（Shannon）信息熵理论整合基因动向表达的可塑性，发了然一种基因调控网络推测新方法，该方法能够对不一样样环境下的基因表达数据进行基因调控网络的建模和分析。Garbutt等在FrontiersinPlantScience(5:312,2014)宣布了一篇对于蛋白动向网络的综述论文，作者以为达成人发展的方法能够办理外界环境搅乱，并且考虑基因表达的动向性，对该工作进行了高度欣赏。在Cell(156:359-372,2014)的一篇文章中，Du等把候选人互信息方法看作发育机理的系统分析方法介绍给广大读者。在NatureCommunications的一篇论文(8:1044,2017)中，Yan等以为完成人的基因网络方法对于深层次破解基因转录的调控机理有重要帮助。鉴于功能作图的药物设计新策略产生重要影响：利用数学模型定量展望药物在人体内药效与毒性，是精确医学研究的重要内容。达成人把功能作图理念引入药物反应的动力（PD）与动向（PK）模型，能有效量化不一样样遗传背景的病人对药物汲取、反应的能力，进而对个体性医疗供给重要标准。这一工作遇到学术界认同。一组由德国与土耳其专家构成的研究队伍，以为达成人的方法能系统研究病原—寄主互作关系，建立精确的数学模型，用以有效展望寄主发病进度（FrontiersinMicrobiology,6:235,2015）。在CurrentStemCellReport（3:232-239,2017）的一篇对于正常与癌干细胞数学模型论文中，Weiss等人对达成人提出药物反应的“系统作图”理论表示欣赏，以为这一方法对研究药物怎样能够控制癌组织生长拥有重要影响。达成人奖赏：本项目科学发现提高了达成人在数目遗传学领域的国际影响力，表此刻：1)由于功能作图的发明与应用，入选美国科学促使会会士(2016)；2)入选美国统计学家学会会士(2010)；3)获国际进化生物学大会特邀报告(法国马赛2014)；4)获国际统计形态分析大会特邀报告(日本东京,2013)5)获法国农业研究院研究基金奖赏(2013)；6)培育博士生获首

,；都宝钢奖学金二人次。代表性论文专著目录论文专著序名称/刊名号/作者

年卷页码宣布SCI时间通信作第一作者他影响因（xx年xx（年者（含共（含共国内子卷引月同）同）作者xx页）次日）数

论文署名单他位引是总否次包数含国外单位Functionalmapping–howtomapandstudythegeneticarchitectureofdynamiccomplextraits/NatureReviewsGenetics/RonglingWu,MinLinFunctionalmappingof

2006年72006年3RonglingRongling40.282卷229–月1WuWu237页日

邬荣108109是领邬荣领，2

seasonaltransitionin

2015年162015RonglingMeixia5.134卷年5526-535WuYe月叶梅霞，11是姜立perennialplants/BriefingsinBioinformatics/MeixiaYe,Libo

页

波，毛柯邬荣Modelingphenotypicplasticityingrowthtrajectories:aZhongstatistical2014年682014RonglingWang,3framework/Evolution/Zhong4.201卷81-91年1WuXiaomingWang,XiaomingPang,页月PangWeimiaoWu,JianxinWang,ZuohengWang,RonglingWu

领，王忠，庞晓66是明，吴维妙，王建新Asyntheticframeworkformodelingthegeneticbasisofphenotypicplasticityanditscosts/NewPhytologist/Yi4Zhai,YafeiLv,XinLi,WeimiaoWu,WenhaoBo,DengfengShen,FangXu,XiaomingPang,BingsongZheng,RonglingWuHowtocomputewhichgenescontroldrugresistancedynamics/DrugDiscovery5Today/YunqianGuo,JiangtaoLuo,JianxinWang,YaqunWang,RonglingWuSystemsmappingofgenescontrollingchemotherapeuticdrugefficiencyforcancer6stemcells/DrugDiscoveryToday/WeimiaoWu,SisiFeng,YaqunWang,NingtaoWang,HanHao,RonglingWu

7.3306.3696.369

2014年卷357-365页2011年16卷339-344页2014年19卷1125-1130页

20141月20114月20148月

RonglingWuRonglingWuRonglingWu

YiZhai,YafeiLvYunqianGuo,JiangtaoLuoWeimiaoWu,SisiFeng

邬荣领，翟翌，吕亚菲，李鑫，吴维邬荣领，郭允倩，王建新邬荣领，吴维妙，冯思思

44是11是11是Statisticalresolutionofmissinglongitudinaldatain7clinicalpharmacogenomics/AdvancedDrugReconstructingDeliveryReviews/Zhongregulatorynetworksfromthedynamicplasticityofgeneexpressionbymutualinformation/NucleicAcidsResearch/JianxinWang,BoChen,YaqunWang,NingtaoWang,MarcGarbey,RogerTran-Son-Tay,ScottA.Berceli,RonglingWu

2013年652013年11.764卷06980-986月页30日2013年412013卷10.162年4e97-e97月页

ZhongRonglingWang,WuHongyingLiRonglingJianxinWuWang

王忠，王建910是新邬荣领邬荣领，王建910是新，陈博合计136145主要达成人情况表姓性排1国邬荣领男中国名别名籍出生1964年1出生江苏如民月汉年月地皋族身份32010219640127回国是回国2009年10证号3211人员时间月技术教授最高博士研最高博士职称学历究生学位毕业毕业1995年所学数目遗传华盛顿大学7月学校时间专业学电子办公010-623挪动13683189rwu@37061044邮箱电话电话通信北京市海淀区清华东路35号北京林邮政100083地点业大学生物学院编码工作行政单位北京林业大学职务无二级生物科学与技术学院党民众单位派达成所在单位北京林业大学地北京单位事业性质参加本项目的起2002止时间对本项目主要学术贡献：

年

10

月

1日

至

2015

年1月

1日向来从事数遗传学理论与应用研究工作，在国际上初次创办功能作图理论来研究复杂性状，并对功能作图理论进行扩展，用于研究生物进化，药物设计等领域。对论文1-8有主要贡献。曾获国家科技奖赏情况：无申明：自己同意达成人排名,恪守《国家科学技术奖赏条例》及其实行细则的有关规定，许诺恪守评审工作纪律，保证所供给的有关资料真切有效，且不存在任何违犯《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。该项目是自己今年度被提名的独一项目。若有资料虚假或违纪行为，愿意担当相应责任并接受相应办理。如产生争议，保证踊跃配合检查办理工作。

达成单位申明：本单位确认该达成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。如产生争议，愿意踊跃配合检查办理工作。工作单位申明：本单位对该达成人被提名无异议。自己署名：单位（盖印）年年月月日日姓性排2国姜立波男中国名别名籍出生1986年8出生山东德民年月月地州族汉身份37142519860806回国否回国3633证号人员时间技术最高博士研最高职称讲课老师学历究生学位博士毕业北京林业大学毕业2016．12所学林木遗传学校时间专业育种电子libojiang@bjfu.ed办公010-623挪动13601003邮箱电话37061电话401通信北京市海淀区清华东路35号北京林邮政100083地点业大学生物学院编码工作北京林业大学行政无单位职务二级生物科学与技术学院党中国共产单位派党所在地北京达成北京林业大学单位单位事业性质参加本项目的起2012年9月1日至2015年1止时间月1日对本项目主要学术贡献：推导出功能作图的统计方法和算法，并对功能作图理论进行实行应用，对论文3有贡献。曾获国家科技奖赏情况：无申明：自己同意达成人排名,恪守《国家科学技术奖赏条例》及其实行细则的有关规定，许诺恪守评审工作纪律，保证所供给的有关资料真切有效，且不存在任何违犯《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。该项目是自己今年度被提名的独一项目。若有资料虚假或违纪行为，愿意担当相应责任并接受相应办理。如产生争议，保证踊跃配合检查办理工作。

达成单位申明：本单位确认该达成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。如产生争议，愿意踊跃配合检查办理工作。工作单位申明：本单位对该达成人被提名无异议。自己署名：单位（盖印）年年月月日日姓性排3国叶梅霞女中国名别名籍出生出生浙江衢民年月1986年12月地州族汉身份33082119861230回国否归国6886证号人员时间技术最高最高职称讲课老师学历研究生学位博士毕业毕业2015年所学林木遗传学校北京林业大学时间7月专业育种电子yemeixia123@bjf办公移动15210512邮箱电话电话161通讯北京市海淀区清华东路35号，北京林邮政地点业大学四教307室编码100083工作行政单位北京林业大学职务无二级党生物科学与技术学院民众单位派所在完成地单位北京林业大学单位事业性质参加本项目的起2012年9月1日至2015年1月1止时间日对本项目主要学术贡献：以候选人首创的功能作图理论为基础，对生长曲线VonBertalanffy方程进行扩展，将林木生长的季节颠簸特点引进传统生长曲线，实现林木逻辑斯蒂生长与季节生长响应双层次的基因定位与查验，促使林木物候特点的分析，有效揭示林木数目性状形成机理，主要贡献在论文3。曾获国家科技奖赏情况：无申明：自己同意达成人排名,恪守《国家科学技术奖赏条例》及其实行细则的有关规定，许诺恪守评审工作纪律，保证所供给的有关资料真切有效，且不存在任何违犯《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。该项目是自己今年度被提名的独一项目。若有资料虚假或违纪行为，愿意担当相应责任并接受相应办理。如产生争议，保证踊跃配合检查办理工作。

达成单位申明：本单位确认该达成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。如产生争议，愿意踊跃配合检查办理工作。工作单位申明：本单位对该达成人被提名无异议。自己署名：单位（盖印）年年月月日日姓性排4国郭允倩女中国名别名籍出生1981年11月出生河南商民年月地丘族汉身份41230119811130回国否回国0549证号人员时间技术最高博士研最高职称副教授学历究生学位博士毕业清华大学毕业2008．7所学生物学学校时间专业电子guoyunqian@bjfu.办公010-623挪动13611320邮箱电话37061电话276通信北京市海淀区清华东路35号北京林邮政100083地点业大学生物学院编码工作北京林业大学行政无单位职务二级生物科学与技术学院党中国共产单位派党所在地北京达成北京林业大学单位单位事业性质参加本项目的起2009年1月1日至2015年1止时间月1日对本项目主要学术贡献：扩大功能作图理论，将微分方程整合到功能定位中，判断出控制病毒量动向变化和病毒耐药性的宿主基因，揭示了病毒感染反应的个体间差别，促使个性化药物的开发。主要贡献在论文6。曾获国家科技奖赏情况：无申明：自己同意达成人排名,恪守《国家科学技术奖赏条例》及其实行细则的有关规定，许诺恪守评审工作纪律，保证所供给的有关资料真切有效，且不存在任何违犯《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。该项目是自己今年度被提名的独一项目。若有资料虚假或违纪行为，愿意担当相应责任并接受相应办理。如产生争议，保证踊跃配合检查办理工作。

达成单位申明：本单位确认该达成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。如产生争议，愿意踊跃配合检查办理工作。工作单位申明：本单位对该达成人被提名无异议。自己署名：单位（盖印）年年月月日日性5姓名王建新男排名国籍中国别出生出生山东青年月1972.9地岛民族汉身份37022319720904回国否归国2457证号人员时间技术最高博士研最高职称教授学历究生学位博士控制理论毕业毕业2001.7所学学校北京科技大学时间专业与控制工程电子wangjx@.办公010-623移动13671116邮箱cn电话36570电话912通讯北京市海淀区清华东路35号北京林邮政地点业大学193信箱编码100083工作行政单位北京林业大学职务无二级信息学院党派中共党员单位完成所在单位北京林业大学地北京市单位全额事业性质参加本项目的起2010年9月至2013年10月止时间对本项目主要学术贡献：鉴于信息熵理论，对基因表达与环境互作的内在机理进行聚类分析和依靠关系量化分析，提出了计算基因表达在组内、组间、以及不一样样环境下的复杂的非线性调控依靠关系的方法，并实现了相应的系统。有关理论和方法交融了信息论、生物信息学和计算生物学的理论和方法，创办性地实现了基因表达调控依靠关系的量化计算方法。主要贡献在论文8。曾获国家科技奖赏情况：无申明：自己同意达成人排名,恪守《国家科学技术奖赏条例》及其实行细则的有关规定，许诺恪守评审工作纪律，保证所供给的有关资料真切有效，且不存在任何违犯《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。该项目是自己今年度被提名的独一项目。若有资料虚假或违纪行为，愿意担当相应责任并接受相应办理。如产生争议，保证踊跃配合检查办理工作。

达成单位申明：本单位确认该达成人情况表内容真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国守旧国家神秘法》和《科学技术保密规定》等有关法律法例及入侵别人知识产权的情况。如产生争议，愿意踊跃配合检查办理工作。工作单位申明：本单位对该达成人被提名无异议。自己署名：单位（盖印）年月日年月日达成人合作关系说明本项目达成人为邬荣领、姜立波、叶梅霞、郭允倩、王建新。位项目达成人的工作单位均为北京林业大学。主要合作关系为邬荣领与其余四人的合作，表现为指导姜立波、叶梅霞、郭允倩和王建新张开研究工作，合著论文共享知识产权。合作时间为2009年10月1日至2016年12月1日。邬荣领与其余四名达成人合作达成了此中3篇代表性论文，与其余人合作达成其余5篇代表性论文。指导姜立波和叶梅霞共同达成代表性论文第2篇；指导郭允倩达成代表性论文第5篇；指导王建新达成代表性论文第8篇。详尽合作关系见《合作关系情况汇总表》达成人合作关系情况汇总表序合作合作证明合作者合作成就备注号方式时间资料1论文邬荣2010Functional代表合著领、年1月mappingof论文2姜立至seasonaltransition波、2016inperennialplants叶梅霞年12月2论文邬荣2010Howtocompute代表合著领、郭年1月whichgenes论文5允倩至controldrug2013resistance年7月dynamics3论文邬荣2010Reconstructing代表合著领、年1月regulatory论文8王建新至networksfromthe2013dynamicplasticity12ofgeneexpression月byinformation

mutual知情同意报奖证明我是论文

3“Modeling

phenotypic

plasticity

in

growthtrajectories:

astatistical

framework

”的第一作者和论文

7“Statistical

resolution

ofmissing

longitudinal

data

inclinicalpharmacogenomics”的共同第一作者，我同意项目达成人使用论3和论文7报奖，并已认识“获奖项目所用论文专著不得再次用于申报国家科技奖、未获奖项目所用论文专著不得连续两年使用”等有关规定。王忠（WangZhong）2017.12.15知情同意报奖证明我是论文3“Modelingphenotypicplasticityingrowthtrajectories:astatisticalframew