《Nucleic Acids Research》：Rice Expression Database (RED) 2.0: an updated rice database integrating diverse RNA expression profiles based on the telomere-to-telomere reference genome
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水稻表达数据库（Rice Expression Database，RED）是一个源自大规模RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq）数据的稻基因表达数据库，涵盖不同组织和实验条件。在此，研究人员推出RED 2.0（https://ngdc.cn
水稻表达数据库（Rice Expression Database，RED）是一个源自大规模RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq）数据的稻基因表达数据库，涵盖不同组织和实验条件。在此，研究人员推出RED 2.0（https://ngdc.cncb.ac.cn/red），进行了重大更新与增强。具体而言，RED 2.0包含357个项目，覆盖18个组织的6471个批量RNA-seq实验，以及78个单细胞RNA-seq实验，共包含984 495个细胞。所有项目均进一步经过人工审编，并归类为多种生物学情境，包括非生物胁迫、生物胁迫、激素、发育、基因型和解剖。值得注意的是，基于日本晴基因组的端粒到端粒（telomere-to-telomere，T2T）组装，RED 2.0整合了57 359个蛋白编码基因（protein-coding gene，PCG）（67 818个转录本）、16 522个长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）基因（47 396个转录本）以及79 007个环状RNA（circular RNA，circRNA）的全面表达谱。此外，该数据库配备了用于差异表达分析、功能富集分析、共表达网络构建和基因组浏览器的在线工具。总体而言，RED 2.0提供了编码和非编码基因在不同条件下的全面表达景观，可作为水稻功能基因组学和分子育种的重要资源。
水稻（Oryza sativa L.）是全球最重要的粮食作物之一，也是单子叶模式生物。为解析水稻基因和复杂农艺性状的分子机制，研究人员曾建立水稻表达数据库（Rice Expression Database，RED），提供跨生物学情境的基因表达谱。随着RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq）数据大量积累，现有资源（如RAP-DB、ROADv2、RiceLncPedia）多侧重于特定RNA类别或分析功能，缺乏同时覆盖蛋白编码基因（protein-coding gene，PCG）和多种非编码RNA的整合图谱；RED 1.0也主要关注PCG。同时，端粒到端粒（telomere-to-telomere，T2T）参考基因组和单细胞技术发展迅速，但尚缺少结合T2T日本晴（Nipponbare）参考与批量/单细胞RNA-seq的综合性数据库。为此，研究人员开发了RED 2.0（https://ngdc.cncb.ac.cn/red），成果发表于《Nucleic Acids Research》。
研究人员基于T2T-NIP参考基因组，整合了从NCBI序列读取档案（Sequence Read Archive，SRA）获取的357个项目，涵盖18个组织的6471个批量RNA-seq实验和78个单细胞RNA-seq实验（984 495个细胞），经人工审编后归类为多个生物学情境。RED 2.0收录了57 359个PCG（67 818个转录本）、16 522个长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）基因（47 396个转录本）和79 007个环状RNA（circular RNA，circRNA）的表达谱，并提供差异表达、功能富集、共表达网络和基因组浏览器工具，为水稻功能基因组学和分子育种提供了全面资源。
关键技术方法：研究人员从NCBI SRA检索至2025年12月的RNA-seq数据，批量数据要求Illumina平台且每项目至少3个实验，单细胞数据要求10x Genomics平台。PCG分析用fastp质控、HISAT2比对至T2T-NIP参考基因组、StringTie定量，单细胞用Cell Ranger。lncRNA鉴定基于无poly(A)选择文库，经StringTie重构转录本后，用LGC/CPC2评估编码潜能、DIAMOND过滤同源蛋白，并去除单外显子转录本。circRNA鉴定用STAR和BWA-MEM比对，CIRI3检测反向剪接位点，以junction reads定量。差异表达用DESeq2，功能富集用clusterProfiler超几何检验，共表达用Pearson相关（|PCC|≥0.7，P<0.01）。数据库开发采用Vue和SpringBoot。
研究结果方面，RED 2.0相比RED 1.0实现了显著扩展。
Expanded PCG expression profiles：基于人工审编和分类，RED 2.0整合了6549个实验（覆盖18组织），较RED 1.0（284实验、9组织）大幅扩展。与T2T-NIP参考对应，包含57 359个PCG和67 818个转录本，比RED 1.0增加1558个基因和1665个转录本。同时提供9 356 194个显著PCG–PCG共表达对。
Expression profiling of non-coding RNAs：通过转录本重构和编码潜能评估，得到16 522个lncRNA基因（47 396转录本）和79 007个circRNA候选。lncRNA平均长度（1564 bp）短于mRNA（1710 bp），65%的circRNA长度<500 bp。circRNA在3号染色体密度最高，lncRNA在2号染色体最高，二者在9号染色体最低。表达广度上，63%的mRNA和32%的lncRNA遍在18个组织，而77%的circRNA仅单组织表达。此外，整合了251 811个PCG–lncRNA和35 759个lncRNA–lncRNA共表达对。
Enhanced web interfaces and online tools：界面升级支持热图展示、单细胞查询、差异表达分析、功能富集（Gene Ontology，GO；Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG；Pfam）、共表达网络构建、JBrowse2基因组浏览器，并能跨注释系统转换基因ID。
Case study：以乙烯处理水稻根项目PRJNA988911为例，研究人员鉴定出1279个差异表达PCG，富集到次生代谢、激素代谢与信号等通路，并发现WOX11等已知乙烯相关基因，以及8202个表达lncRNA和165个circRNA，验证了数据库的应用价值。
讨论部分总结了RED 2.0的更新特点，并展望未来纳入更多RNA类别、水稻亚种、单细胞分析和表型关联。研究结论可概括为：RED 2.0基于T2T-NIP参考基因组整合多种RNA表达谱，为编码和非编码基因提供全面表达景观，是水稻功能基因组学和分子育种的重要资源。
