中国微生物资源研究现状及未来发展态势分析

[目的]微生物资源由于其对于生命科学基础研究和生物经济的重要价值,一直是全球生物技术竞争的战略重点。中国目前已经成为在生命科学研究领域最有影响力的国家之一,每年发表的论文数量居全球第二位。通过微生物资源的保藏和利用的分析能够一定程度反映我国微生物研究的整体状况和进展,并进一步反映生命科学研究和生物产业的发展趋势。[方法]本文通过分析我国微生物资源保藏、文献、专利等数据,阐述了我国微生物资源的保藏和利用现状,并同相关国家进行了比较,基于此分析,为我国微生物资源挖掘与利用提供战略方向和建议。[结论]近年来,我国建立了微生物资源国家平台,每年发表论文数量居全球第二位,申请和授权专利数量居全球第一位,充分反映了我国微生物资源研究及其在生物产业的应用现状。我国正在形成一个微生物资源保藏、研究和应用的完整体系,为我国乃至全球的生物经济的发展提供支撑。     

国家微生物科学数据中心——国家微生物资源大数据体系建设

国家微生物科学数据中心成立于2019年，以中国科学院微生物研究所作为依托单位。中心数据资源总量超过6 PB，数据记录数超过52亿条，数据内容完整覆盖微生物资源、微生物及交叉技术方法、研究过程及工程、微生物组学、微生物技术以及微生物文献、专利、专家、成果等微生物研究的全生命周期。国家微生物科学数据中心通过建设一系列重点数据库构建系统全面的国家微生物大数据体系，涉及全球微生物菌种分类及研究领域、病原微生物研究领域、微生物组研究方面及真菌研究领域，为全球微生物学相关的工作者提供信息服务和交流平台。在新冠疫情期间，中心开发新型冠状病毒国家科技资源服务系统，第一时间建立了全球科学数据发布及共享平台。研发的新型冠状病毒变异评估和预警系统(New Coronavirus Variation Evaluation and Early Warning System, VarEPS)，是全球首个对SARS-CoV-2基因组已知变异及虚拟变异进行多维度风险评估和预警的系统。中心以世界微生物数据中心(World Data Center for Microorganisms,WDCM)为平台，倡导全球微生物菌种...     

利用表面增强拉曼光谱技术分析温度及pH值对H1N1亚型流感病毒增殖的影响

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种基于纳米颗粒的拉曼光谱,可以高灵敏度地检测流感病毒等重要病原微生物,鉴定不同毒株间的差异。为了建立一种快速检测流感病毒SERS的方法,本实验利用SERS技术对流感病毒H1N1亚型不同毒株在不同温度和pH值的条件下进行了病毒毒价强弱的检测,将流感病毒样品与金纳米颗粒混合静置后用拉曼共聚焦显微镜进行激光扫描。结果显示在pH为7.2、温度为37℃的条件下3个H1N1亚型的毒株SERS检测结果显示均出现至少1个大于(或等于)3 000的峰值,该状态下病毒毒价最强,最适合病毒生长。另外,细胞生物学方法与SERS技术结果一致,检测中均表现出较好的稳定性和准确性。     

国家微生物科学数据中心数据资源服务与应用

作为解决生命领域复杂科学问题的关键要素以及驱动科学发现与决策的基础资源,微生物科学数据资源已成为国家的重要战略资源。国家微生物科学数据中心（https：//nmdc.cn/）的建设使得海量微生物数据资源可以得到有效的整理整合和开放共享,这对于微生物资源的研究、利用和可持续发展都起着至关重要的作用。本文从核心资源、服务内容、功能特色等多方面总结了国家微生物科学数据中心平台的建设进展,并提出了面向微生物领域科研及产业用户的应用实践。     

微生物组大数据管理与分析

高通量技术的迅猛发展促使微生物生态学研究获得了重大突破,掀起了元基因组学(Metagenomics)研究的热潮。元基因组学通常被定义为对未培养的环境样本中微生物群体的DNA序列分析。随着微生物组学数据的日益剧增,微生物大数据的高效管理与分析越来越受到研究者的关注。如何从海量的微生物组数据中挖掘出具有科研价值的数据信息并应用于实际问题成为当前的研究热点。目前已有很多计算生物学程序工具及数据库用于元基因组数据的分析与管理。本文主要综述了随着高通量测序技术的进步,国际上主要的微生物组计划及微生物组数据平台,如人类微生物组项目(human microbiome project,HMP)、地球微生物组项目(earth microbiome project,EMP)、欧盟的肠道微生物组计划(metagenomics of human intestinal tract,MetaHIT)、MG-RAST、i Microbe、整合微生物组(integration microbial genomes,IMG)以及EBI Metagenomics等;介绍了微生物数据分析的主要流程与工具;提出了建设多源异构的微生物生态数据管理与分析系统的必要性。