目前已有超2000种植物基因组得到解析，如何解读、破译测序获得的基因组密码，是后基因组时代的重要任务。不直接编码蛋白质的基因组“暗物质”区域——非编码区中分布着大量可结合转录因子的功能位点，即顺式调控元件（Cis-regulatory elements, CREs）。所有顺式元件形成顺式元件组（cistrome），其与转录因子（Transcription factor, TF）的互作，调控着基因的定时、定点、定量表达。因此，系统鉴定顺式元件组，不仅有助于注释非编码基因组功能片段、解析转录调控网络，同时也可为作物种质创新提供重要育种靶点。

近日，我院朱方捷课题组与中国热带农业科学院吕培涛课题组在aBIOTECH（生物技术通报）发表了题为“Cis-regulatory elements: systematic identification and horticultural applications”（顺式调控元件的系统鉴定及园艺应用）的综述论文。

本文首先总结了高通量鉴定顺式元件组的四类主要方法（图1），介绍了现有顺式元件数据库；随后深入探讨了园艺作物中已鉴定的CREs如何调控重要农艺性状，并展望了CREs在作物育种中的应用前景（图2）。

图1：系统鉴定顺式元件组的代表性方法。

图2：顺式元件组调控园艺作物多种农艺性状。

最后，本文指出，目前高通量技术的兴起已极大丰富了CRE相关的数据集，但同步创新、开发可解析CRE“语法”的数据分析方法也至关重要。近年来，人工智能与深度学习的发展为研究、设计CRE提供了前所未有的机遇。未来的作物育种中，可通过精准设计、定向编辑相关CREs，来精确调节目标农艺性状，以开发具有更强气候适应性及更高营养价值的园艺作物，贡献于全球农业的可持续发展。

中国热带农业科学院吕培涛研究员与米兰国际体育俱乐部官网朱方捷教授为该论文通讯作者，米兰国际体育俱乐部官网未来技术学院博士生李甜和园艺学院讲师曾雯为本文第一作者。本工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划，热带作物生物育种全国重点实验室项目，福建省雏鹰计划青年拔尖人才项目以及人社部高层次海外人才项目的资助。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42994-025-00237-0