微生物GCM项目

欣贝莱生物

GCM（The Global Catalogue of Microorganisms 10K type strain sequencing project）项目摘要

微生物具有广泛的基因组和代谢多样性，作为理想的生物技术工具，微生物的基因组可以为我们提供不可限量的信息，例如代谢活动，毒性，抗生素或抗性的生产，生物量分解，纤维素农业固氮和释放磷到环境中去，等等。获得微生物基因组序列将对未来研究微生物学，生态学，以及生物化学将会有显著的贡献。

然而，现在所发布的细菌和古生物种的可用基因组测序信息仍和实际存在很大的差距，真菌类菌株的差距会更大。全球微生物菌种保藏名录（GCM）旨在引领国际上各机构同心协力来完成菌株序列类型并且缩小微生物基因组图谱的差距，目的是通过深入挖掘基因组数据来促进微生物研究。

介绍

微生物是地球上种类最丰富的生物。原核生物的全部种类可能有数亿种。原核生物中的“新物种”，只有被公布在国际系统与进化微生物学杂志（IJSEM）或在“验证列表”上才能被认为其新命名是有效的。到2017年年底，总共有15,081个有效的原核生物物种；而在2015年12月的时候，已经公布了亚种的数量就接近12,981个。在2016年，公布的物种数增加了1088个，2017年则增加了1012个。就如Hawksworth所假设的那样，目前行业内普遍认为真菌约有227万种，而目前在真菌字典中公布的已知物种数量只有大约10万种。

微生物的分类方法，由起初包括它们的类别、鉴定和命名，进而发展从形态和代谢特征，到基于表现型分类法的分析，生化分类等一体化的数值分类法，最终发展成为结合表型，化学分类，基因型和基因组信息的多相方法。IJSEM最近宣布，自2018年1月以来，新分类的创建者被要求提供基因组序列数据。由此,微生物分类已经进入基因组学时代。为使微生物物种定义一致，确实迫切需要这样一个基因组作为“黄金标准”。为达到这个目的，首要的第一步，就是要对已发表的原核生物和真菌类进行测序。

项目现状

对原核生物的描述是基于是活体并且是一种具有代表性的菌株才能被指定为“可命名类型”。原核生物系统学和国际委员会要求新物种的模式菌株应当至少保存在两个不同国家的两个公认的保种处。真菌的类型标本不仅必须是新陈代谢不活跃的，而且对保藏要求的发展趋势是与上述相似的。

作为第一阶段的结果，GEBA项目在2017年发布了1003个类型菌株的全基因组序列。GEBA是在2015年启动了这个项目新阶段的，该项目主要关注土壤、植物相关和新发现的模式菌株的基因组。同样的，美国能源部JGI与国际研究小组合作，开展了一个为期5年的项目，从真菌生命之树中对1000个真菌基因组进行测序。总的计划是通过对超过500个公认的真菌家族中的至少两个基因组进行测序作为参考，然后用来填补真菌物种树的空白。

目前，许多种类的微生物种类仍然没有被测序。因此，世界菌种保藏联合会（WFCC）和世界微生物数据中心（WDCM）发起了一个国际社区主导的项目，目前已有来自11个国家的16家保藏中心加入了该合作项目。项目计划五年内发起超过20个国家的30个机构参加的模式微生物基因组测序、数据挖掘及功能解析全球合作计划，完成超过1万株细菌、古细菌和真菌组学测序及功能解析。覆盖所有已知的原核微生物及真菌微生物物种，建立所有微生物物种的组学数据百科全书，提出微生物数据共享与应用的国际ISO标准，建立国际权威微生物参考数据库，为大规模的微生物组数据注释和挖掘提供支持，同时有助于培育我国微生物领域的国际领军战略人物和青年人才。

结论

WDCM是WFCC和微生物资源中心网络的数据中心。WDCM正致力于促进尖端信息技术的应用，以提高微生物数据的互用性，促进数据的获取和使用，并协调菌种保藏机构、科学家和其他用户群体之间的国际合作。GCM项目的第一阶段始于2012年，该项目侧重于从菌种保藏中分享应变目录数据。提出的模式菌株测序项目是GCM项目的延续暨第二阶段，简称GCM 2.0。

作为一个国际菌种保藏的合作网络，GCM 2.0将会对以基因组为基础的微生物分类框架做出贡献，以建立高质量的完整的基因组序列作为新的黄金标准。通过这个项目获得的知识和工具不仅直接促进了微生物的识别，而且还将提高我们预测新基因复合物和他们从微生物群落中所带有的功能。因此，我们将深入对迄今未发现的微生物多样性进行了解，也将更加深入的了解对人类有益的微生物资源的可持续利用问题。

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2018-5-10 10:21 上传

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