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回答:
下面我把“基因家族通用版”的规范整理成一份可以直接落地/写进项目文档的 v2.0 版本(保留你现有 entities / relations 两段式,向后兼容;同时补齐“可追溯、可约束、可带上下文”的硬要求)。
基因家族通用增强版实体-关系提取规范 v2.0(整理版)
1. 目标与原则
1.1 适用范围
适用于任意植物/动物/真菌等物种的基因家族研究:SPL、MYB、NLR、AP2/ERF、CYP、GRAS、bHLH、ABC、HSP、TPS…
覆盖常见论文模块:家族鉴定、分组/系统树、结构域/基序、复制与共线性、表达谱、调控/互作、表型/性状关联、数据集与数据库证据。
1.2 三条硬约束(必须执行)
- 可追溯:任何中高置信断言必须带
provenance[],能定位到文献 chunk / 图表 / 补充表 / 数据表行。 - 可约束:关系必须满足 domain/range(源实体类型→目标实体类型)与默认方向。
- 可检索上下文:条件信息(tissue/stage/treatment/time/assay/log2fc/p_adj 等)统一放
qualifiers,不要只写在 description 里。
2. 输出 JSON 顶层结构(保持兼容)
{
"entities": [ ... ],
"relations": [ ... ]
}
3. entities 规范(通用字段 + 类型模板)
3.1 entity 通用字段(所有实体都支持)
id:唯一标识(必填)name:人类可读名称(必填)type:实体类型枚举(必填)species:所属物种(对 gene/protein/transcript/tissue 等强建议)attributes:结构化属性对象(建议)description:补充描述(可选)provenance:证据指针数组(可选;当 entity 是从文献/数据库抽取的关键事实时建议提供)
注意:不要把关键字段都塞进 description,优先进入
attributes。
3.2 实体类型枚举(基因家族通用“必备集合”)
按功能分组给你一份“推荐最小全集”(你可以先实现这批):
A) 核心生物实体(Core Bioentities)
genetranscript(可选)proteingene_familygene_subfamily(或phylo_clade)
B) 家族定义资产(Family Definition Assets)
family_definitionhmm_modelprotein_domainmotifdomain_architecture
C) 进化与基因组(Evolution/Genome)
organismcultivar/straingenome_buildgenomic_regionsyntenic_blockorthogroupduplication_event
D) 表达/处理/表型(Expression/Treatment/Phenotype)
tissuecell_type(可选)developmental_stagetreatmenthormoneenvironmental_factorphenotypetrait
E) 数据与证据(Data/Evidence)
publicationdoc_chunkfiguretablesupplementdatasetdatabaseassaymethod
3.3 不同实体类型的最小必填模板(建议你做 validator)
gene / protein / transcript:至少id + name + type + speciesprotein_domain:pfam_id或interpro_id至少一个(放attributes)publication:DOI 或 PMID(放id或attributes.external_id)genomic_region:chromosome/start/end/strand(放attributes)
4. relations 规范(通用字段 + 约束)
4.1 relation 通用字段
id:唯一标识(建议)source:源实体 ID(必填)target:目标实体 ID(必填)type:关系类型枚举(必填)confidence:high | medium | low(必填,默认 low)description:自然语言描述(可选)qualifiers:结构化上下文(强建议)provenance:证据指针数组(当 confidence ≥ medium 时强制)
5. 关系类型枚举(按家族场景“最常用/最稳”的集合)
下面是 v2.0 建议优先支持的关系集合(能覆盖 80% 基因家族论文问答)。
每个关系都有:默认方向 + domain/range 约束 + 推荐 qualifiers。
5.1 家族归属与分组(Gene family essentials)
member_of:gene/protein → gene_familyclassified_into:gene/protein → gene_subfamily/phylo_clade- qualifiers:
tree_method, alignment_method, scheme
- qualifiers:
defined_by:gene_family → family_definitionuses_model:family_definition → hmm_model- qualifiers:
threshold, db_version
- qualifiers:
has_domain:protein → protein_domain- qualifiers:
start, end, evalue, db
- qualifiers:
has_motif:protein → motif- qualifiers:
start, end, score
- qualifiers:
has_architecture:protein → domain_architecture
5.2 表达关系(Expression)
统一命名与方向:一律使用
upregulated_in等形式,避免upregulates混乱。
expressed_in:gene/transcript/protein → tissue/cell_type- qualifiers:
assay, time_point, stage
- qualifiers:
upregulated_in:gene/transcript → treatment/environmental_factor- qualifiers:
log2fc, p_adj, assay, time_point, tissue, stage
- qualifiers:
downregulated_in:同上induced_by:gene/transcript → treatment/hormone- qualifiers:
assay, time_point, tissue, stage
- qualifiers:
repressed_by:同上temporally_expressed:gene/transcript → developmental_stage- qualifiers:
assay, tissue
- qualifiers:
5.3 调控与互作(Regulation/Interaction)
regulates:gene/protein/mirna → gene/transcript/protein/process- qualifiers:
direction(optional:+/-/unknown), assay
- qualifiers:
activates:protein/transcription_factor → gene/processinhibits:同上binds_to:protein → promoter_element/genomic_region- qualifiers:
assay (ChIP/EMSA), motif
- qualifiers:
targets:mirna → gene/transcript- qualifiers:
assay (degradome/5RACE)
- qualifiers:
interacts_with:protein ↔ protein- qualifiers:
assay (Y2H/BiFC/CoIP)
- qualifiers:
5.4 功能与表型(Function/Phenotype)
involved_in:gene/protein → biological_process/signaling_pathwayaffects:gene/protein → traitcontrols:gene/protein → phenotypeassociated_with:gene → trait/phenotype- qualifiers:
source (GWAS/QTL), p_value
- qualifiers:
5.5 进化关系(Evolution)
homologous_to:gene/protein ↔ gene/protein- qualifiers:
method (BLAST/tree/HMM)
- qualifiers:
orthologous_to:gene ↔ gene(通常跨物种)- qualifiers:
source (orthofinder/tree/synteny)
- qualifiers:
paralogous_to:gene ↔ gene(通常同物种)- qualifiers:
dup_type
- qualifiers:
belongs_to_orthogroup:gene/protein → orthogroupsyntenic_with:gene/genomic_region ↔ gene/genomic_region- qualifiers:
block_id, score
- qualifiers:
duplicated_from:gene → duplication_event- qualifiers:
dup_type
- qualifiers:
duplicated_to:gene → gene- qualifiers:
dup_type, ks(optional)
- qualifiers:
5.6 数据与来源(Data/Provenance glue)
annotated_in:gene/protein → database- qualifiers:
accession
- qualifiers:
stored_in:dataset → databasereported_in:entity/relation → publication(可选;通常 provenance 已足够)
6. provenance(证据指针)统一标准:实现“可追溯答案”的关键
6.1 provenance 最小字段(推荐你做成强校验)
"provenance": [{
"source_type": "publication|dataset|database",
"source_id": "doi:...|pmid:...|GSE...|UniProt:...",
"doc_chunk_id": "chunk_xxx",
"locator": { "page_start": 3, "page_end": 3, "figure": "Fig.1", "table": "Table S2", "supplement": "Additional file 4" },
"snippet": "可复核的原文/图注/表格行(可截断)",
"evidence_level": "experiment|omics|prediction|curation",
"method": "qRT-PCR|RNA-seq|HMMER|MEGA|MCScanX|..."
}]
6.2 强规则(建议)
confidence = high/medium⇒ 必须有provenance[],且每条至少含source_id + doc_chunk_id + locator.page + snippetconfidence = low⇒ 可无 provenance(但下游回答要降级措辞)
7. qualifiers(上下文限定)统一格式
统一放在 relation 的 qualifiers,建议支持这些常用键:
- 表达类:
tissue, stage, treatment, time_point, assay, log2fc, p_adj - 结构域类:
start, end, evalue, db - 系统树/分组:
tree_method, alignment_method, bootstrap, scheme - 共线性/复制:
dup_type, ks, ka_ks, block_id, score
8. 校验规则(Validator 建议做的事)
8.1 实体校验
- id 唯一
- type 在枚举中
- gene/protein/transcript 必须有 species
- protein_domain 必须有 pfam_id 或 interpro_id
8.2 关系校验
- source/target 必须存在
- type 在枚举中
- 满足 domain/range 约束(例如 expressed_in 不允许 gene → treatment)
- confidence≥medium ⇒ provenance 强制存在且字段完整
9. 从你现有文档迁移到 v2.0 的最小改动清单(你马上能做)
- 把
evidence: "phylogenetic analysis"升级为provenance[](含 chunk/page/snippet) - 统一表达关系命名:删掉/禁止
upregulates,统一upregulated_in / induced_by等 - 给每个 relation 加 qualifiers:把组织/阶段/处理/时间点/方法从 description 迁移出来
- 加 domain/range 约束表:作为配置或 schema 扩展(越早做越省事)
- 补齐家族专用实体:
family_definition/hmm_model/domain_architecture/orthogroup/duplication_event/phylo_clade
如果你希望我再“整理得更工程化一点”,我可以继续把上面 v2.0 输出成两份可直接复制进仓库的资产(你不需要再手工改):
relation_constraints.yaml:每个关系的 domain/range/默认方向/必填 qualifiers/是否强制 provenanceenhanced_entity_relation_schema_v2.json:JSON Schema 校验文件(支持自动 validator)