从地球深处到高层大气层，美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)2017年社区科学计划(CSP)选择的37个项目中突出显示了生物和生态系统，DOE科学用户设施办公室，反映了研究人员正在探索寻找能源和环境挑战的解决方案的广度和深度。

“通过我们的外部审查流程选择的这些新的CSP项目利用DOE JGI的实验和分析”组学“能力，并在关键领域建立我们的产品组合，包括可持续生物能源生产，植物微生物组和陆地生物地球化学，”DOE JGI用户Susannah Tringe说道。方案代表。

CSP 2017项目是从收到的98份完整提案中选出的，其中提交了123份意向书。完整的项目清单可在http://jgi.doe.gov/our-projects/csp-plans/fy-2017-csp-plans/找到。

许多已接受的提案要求为与生物能源相关的植物开发参考基因组，作为潜在的原料，或者因为它们具有生物化学，可以提供对从植物生物质中获得生物燃料的更好方法的见解。这些将利用强大的DOE JGI测序升级。

Donald Danforth植物科学中心的托德·莫克勒(Todd Mockler)以先前发表的由DOE JGI生成的高粱(Sorghum bicolor)参考基因组为基础，针对多种高度多样化的高粱品系进行测序。该项目将探索并开始组装pangenome，以加速基因发现，并增加对哪些变体与不同功能结果相关的理解。这项工作是与美国能源部高级研究计划局 - 能源(ARPA-E)可再生农业运输能源(TERRA)计划密切合作进行的。

哈佛大学的David Des Marais同样专注于Brachypodium，它有两个基因组 - Brachypodium distachyon和B. sylvaticum - 由DOE JGI测序。他的计划包括估计B. sylvaticum的pangenome 和对4种额外的短柄草种进行测序，以进一步在草中进行功能基因组分析研究。

澳大利亚国家科学机构CSIRO的Karen Aitken专注于生产栽培甘蔗植物的第一个基因组组装，即品种R570。栽培甘蔗生产世界上80%的糖，并且已经大量收获，并且随着其运输系统效率的提高，正在帮助指导其他可再生和可持续生物燃料作物的优化生产策略。

许多项目专注于对干旱等压力因素表现出耐受性的植物。

内华达大学的约翰库什曼提出的建议旨在建立普通或结晶冰厂(Mesembryanthemum crystallinum L.)作为DOE JGI旗舰基因组物种，如杨树，大豆和短柄草(Brachypodium distachyon)。

大多数植物使用所谓的C3途径在富含营养物的情况下光合作用地固定碳(来自CO2)，而干旱条件下的植物依赖于不同的机制，即保水CAM途径。作为纳米比亚沙漠中原生态迅速增长的沙漠，常见的冰种是第一个报道的物种，当受到干旱和盐度等因素的影响时，可以从C3途径转变为CAM。

伊丽莎白·凯洛格，也是丹佛斯中心，要求为大须芒草(基因组序列须芒草gerardii亚种。gerardii)，与大平原最有关联的工厂。大蓝草在高草草原上占主导地位，在一些地区占生物量的70%，对气候变化具有很强的抵抗力。

在一个补充项目中，佐治亚大学的Karolina Heyduk寻找两个龙舌兰亲属的基因组序列：C3种Yucca aloifolia和CAM种Y. filamentosa。比较这些物种的基因组可以阐明这两种光合作用形式所涉及的基因和途径。同样，橡树岭国家实验室的小杨杨提出的CAM植物长寿花的基因图谱可以让研究人员了解它如何响应环境条件的变化，包括温度，水和氮源。

到目前为止，很少有针叶树的基因组测序，加拿大不列颠哥伦比亚大学的Joerg Bohlmann希望提高这个数字。他针对常见的红豆杉和西部红柏的基因组和转录组，以及所有候选生物能源原料Jeffrey pine的转录组。

两个项目侧重于火灾对森林的影响，因为完全恢复可能需要数十年。

森林产品实验室的Daniel Cullen正在比较森林中的松树林(Pinus contorta)在火灾扰乱和未受干扰的森林中占主导地位的森林微生物群落，部分原因是确定针叶林中碳循环的基础。同样，加利福尼亚大学伯克利分校的Thomas Bruns通过研究13种真菌的基因组和转录组以及烧伤土壤的转录组，试图更多地了解嗜冷真菌对火灾后土壤碳的影响。

一些项目侧重于微观和宏观上的植物 - 微生物相互作用。华盛顿大学的Sharon Doty正在调查白杨内生菌，一种固氮，一种涉及植物修复。众所周知，植物根系微生物聚生体对植物生长和对土壤条件变化的适应性至关重要，但仍有许多关于群落组成和功能的知识。

美国农业部ARS的Devin Coleman-Derr在资源分配方面正在寻求更多地了解根系相关Actinobacteria在干旱条件下促进高粱和水稻宿主健康的作用。

北亚利桑那大学的保罗·迪克斯特拉(Paul Dijkstra)将在他的分配下阐明柳枝稷领域的土壤细菌转录调控网络。

佐治亚大学的威廉·惠特曼计划开发100-200种土壤或植物相关原核生物的pangenomes。pangenome概念对于理解微生物种群可能在当地环境发生变化时所称的基因库是至关重要的。

其他项目侧重于植物 - 真菌相互作用。

俄勒冈州立大学的Jared LeBoldus正在研究Sphaerulina musiva的代谢产物，它是杨树中的Septoria茎溃疡病和叶斑病的原因。

康奈尔大学的Christine Smart正在描述柳树锈病(Melampsora americana)的机制，并进行一项比较基因组研究，该研究涉及美洲大蠊和其他Melampsora基因组，这些基因组由DOE JGI测序，是已知的杨树和其他候选生物能源原料的植物病原体。

密歇根州立大学的Gregory Bonito将确定Mortierella(丛枝菌根真菌的近亲)和DOE JGI旗舰植物之间的吸引，交流和促生长活动的机制。

夏威夷大学马诺阿分校的Nhu Nguyen将成为属于牛肝菌属的全属分子系统发育，需要50个真菌基因组序列。牛肝菌真菌耐受重金属，但保护因宿主而异。

佛罗里达大学的Wayne Nicholson将对Carnobacterium进行更全面的评估，其菌株可以在从深海到高层大气的所有压力壁龛中找到。

加拿大不列颠哥伦比亚大学的Sean Crowe将描述甲烷组，其中包括分布在生物体内的基因组信息，这些生物体产生或消耗甲烷，甲烷既是燃料的来源，也是温室气体。

新西兰AgResearch有限公司的Graeme Attwood和他的团队寻求确定瘤胃微生物的基因功能，部分是为了控制微生物对牛的甲烷排放量的产生。

土壤排放是劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Jennifer Pett-Ridge和印第安纳大学的Jonathan Raff的重点。Pett-Ridge正在确定潮湿热带森林土壤中微生物对碳循环的影响，这项工作补充了她的DOE早期职业研究计划奖。Raff打算使用来自温带阔叶林场的样本来了解更多关于一氧化氮(NO)的土壤排放，并更准确地代表气候模型中的NO汇和来源。

田纳西大学的Alison Buchan，诺克斯维尔正在生成有关在河口和开阔海洋之间去除的盐沼中木质素相关芳香化合物的数据，以及该过程中采用的生物化学途径。

类似的项目来自斯坦福大学的克里斯托弗·弗朗西斯(Christopher Francis)，涉及北美西海岸最大的河口旧金山湾三角洲。他的团队正在调查环境变化如何推动河口微生物群落的变化，以及某些途径和生物是否在某些条件下占主导地位，或者基因是否与特定的功能基因生态型共同变化。

有几个项目专注于藻类在碳固定和潜在生物能源应用中的作用。

内布拉斯加大学的张驰 - 林肯专注于最接近陆生植物的藻类Zygnematales，以了解植物细胞壁如何在从水生植物到陆地植物的进化过渡中形成。该信息可以阐明如何在不影响植物生存力的情况下解构植物细胞壁以进行生物燃料生产。

伍兹霍尔海洋研究所的马修约翰逊对形成水华的Mesodinium rubrum和M. major complex 感兴趣。虽然这些藻类是初级生产的主要贡献者，但它们通过捕食获得了利用光能获取养分的能力，因此基因组测序有助于区分天然代谢途径和猎物的代谢途径。

南卡罗来纳大学的Jeffry Dudycha正在开展一个基于隐藻，真核微藻的项目，这些微藻是水生环境中重要的主要生产者，能够捕获广谱的可用光。通过对来自所有主要分支的代表进行排序，该团队希望最大限度地利用各种藻类社区提高生物燃料脂质产量的方法。

生物土壤结皮或生物结壳对气候变化极为敏感。由于幸存的极端干旱是植物中罕见的特征，海洋生物实验室的Elena Lopez Peredo将生成栅藻藻类的注释基因组，以更多地了解生物结壳中绿色微藻的干燥耐受性。

在一个补充项目中，内布拉斯加大学的史蒂芬哈里斯 - 林肯正在详细介绍生物结壳中真菌和藻类成分的相互作用，以更多地了解它们如何能够忍受环境压力。

一些项目建立了先前对1000个微生物基因组(KMG)进行测序的努力，迄今为止已导致近2,300种菌株的选择。德国DSMZ的马库斯·戈克(MarkusGöker)率先推出了KMG-4，以对环境相关文化进行排序。Bigelow海洋科学实验室的Ramunas Stepanauskas正在使用单细胞基因组学来针对分类学“盲点” - 由于引物错配或标记基因中间序列而系统地代表或遗漏的分支。

北卡罗来纳大学的Barbara MacGregor正在研究水平基因转移如何塑造大型硫细菌的基因组，这些细菌通常存在于致密的微生物垫中，并在碳，氮，硫和磷循环中发挥作用。

佐治亚大学的Mary Ann Moran正在研究沿海海洋生态系统中的有机硫生物地球化学。她和来自蒙特利湾水族馆研究所的同事们收集了一系列沿海微生物和微生物群落的时间序列，这些群落将进行测序，以探索新陈代谢如何随着群落组成的变化而变化。