农业大数据学报 ›› 2020, Vol. 2 ›› Issue (4): 38-46.doi: 10.19788/j.issn.2096-6369.200405
顾金刚1,2(), 马锐1,2, 李世贵1,2, 马晓彤1,2, 梁瑞珍1,2
收稿日期:
2020-11-26
出版日期:
2020-12-26
发布日期:
2021-03-11
通讯作者:
顾金刚
E-mail:gujingang@caas.cn
作者简介:
顾金刚,男,硕士,研究方向:微生物资源收集与利用;E-mail: 基金资助:
Jingang Gu1,2(), Rui Ma1,2, Shigui Li1,2, Xiaotong Ma1,2, Ruizhen Liang1,2
Received:
2020-11-26
Online:
2020-12-26
Published:
2021-03-11
Contact:
Jingang Gu
E-mail:gujingang@caas.cn
摘要: 农用微生物与农业生产关系紧密,作用不可替代,农用微生物资源与数据互为一体,与资源应用的效果和方式密切相关,明确农用微生物资源和数据关联特征,有助于资源挖掘应用和大数据整合分析。 调查国内主要农用微生物资源保藏单位、菌种保藏量与菌种鉴定数量,以及信息化网站建设与共享菌种数量;分析微生物资源生物学数据,包括培养组、基因组学、转录组、代谢组数据等;生态关联型数据,包括微生物多样性、宏基因组、宏转录组、宏代谢组,以及功能监测数据等;以及文献数据关联性字段。 按照功能属性,将农用微生物资源及数据划分为肥效微生物、生防微生物、饲料和动物肠道微生物、能源微生物、农田环境微生物以及食用菌等六个领域;国内40个农用微生物资源单位,收集保藏农用微生物资源51万余株,但菌种鉴定信息、功能评价数据比例偏低,共享网站、数据库建设,以及菌种信息化数量偏少;农用微生物数据多为自生生物学数据和生态型关联型数据,功能型数据较少;微生物资源菌种名称、菌种编号、基因序列号,监测科学数据的样品地点、样品编号等是各类型农用微生物资源和数据关联的关键字段。 农用微生物资源与资源生物学数据是统一的整体,构建集生态型和功能型数据为一体的综合数据库是资源高效利用的必要条件。
中图分类号:
顾金刚, 马锐, 李世贵, 马晓彤, 梁瑞珍. 农用微生物数据与资源关联应用研究[J]. 农业大数据学报, 2020, 2(4): 38-46.
Jingang Gu, Rui Ma, Shigui Li, Xiaotong Ma, Ruizhen Liang. Research on Relevance Applications of Agro-microbial Data and Resource Utilization[J]. Journal of Agricultural Big Data, 2020, 2(4): 38-46.
表1
国内主要农业微生物单位及保藏功能微生物类群和数量"
菌种保藏单位或机构 | 功能微生物类群 | 保藏数量(株) | 鉴定数量(株) |
---|---|---|---|
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 | 肥效、生防、环境微生物、食用菌等 | 40 000 | 40 000 |
中国农业科学院植物保护研究所 | 生防微生物(白僵菌、绿僵菌、木霉、芽孢杆菌、Bt等) | 30 100 | 30 100 |
内蒙古农业大学 | 乳酸菌 | 21 539 | 21 539 |
广东微生物研究所 | 肥效微生物、食用菌等 | 17 000 | 17 000 |
华中农业大学 | Bt、放线菌、芽孢杆菌等 | 50 000 | 20 000 |
中国农业大学 | 根瘤菌 | 20 000 | 20 000 |
华南农业大学 | 根瘤菌 | 16 000 | 10 000 |
湖北生物农药工程研究中心 | Bt、放线菌等 | 163 000 | 9 050 |
西北农林科技大学 | 根瘤菌、生防微生物等 | 15 000 | 8 700 |
福建农业科学院农业生物资源研究所 | 芽孢杆菌 | 40 000 | 8 000 |
山东农业大学 | 肥效、生防微生物等 | 22 000 | 8 000 |
上海交通大学 | 木霉 | 6 609 | 633 |
云南大学 | 捕食性线虫真菌、芽孢杆菌等 | 6 364 | 6 364 |
中国农业科学麻类研究所 | 麻类脱胶、生防微生物、食用菌等 | 5 700 | 5 700 |
四川省农业科学院土壤肥料研究所 | 食用菌 | 4 158 | 4 158 |
河北农林科学院植物保护研究所 | 生防微生物(芽孢杆菌) | 20 166 | 4 000 |
安徽农业大学 | 虫生真菌(白僵菌、绿僵菌等) | 4 000 | 4 000 |
上海农业科学院食用菌研究所 | 食用菌 | 3 500 | 3 500 |
辽宁省微生物研究所 | 饲料、食用菌等 | 2 030 | 2 030 |
北京市农林科学院 | 丛枝菌根菌、生防、食用菌等 | 8 700 | 2 000 |
南京农业大学 | 农药降解微生物 | 2 000 | 2 000 |
中国农业科学院农业环境与农业可持续发展研究所 | 生防微生物(放线菌、白僵菌等) | 5 000 | 1 000 |
河南农业科学院植物营养与资源环境研究所 | 肥效微生物、食用菌等 | 1 670 | 1 670 |
中国科学院沈阳应用生态研究所 | 肥效、环境微生物等 | 1 521 | 1 521 |
黑龙江微生物研究所 | 食用菌 | 1 500 | 1 500 |
新疆农业科学院微生物应用研究所 | 肥效、生防、饲料微生物,食用菌等 | 1 275 | 1 275 |
天津市农业科学院 | 肥效、生防、饲用微生物,食用菌等 | 1 257 | 1 257 |
黑龙江农业科学院 | 环境、能源微生物,食用菌等 | 989 | 989 |
丽水市农业科学研究院 | 食用菌 | 861 | 861 |
中国热带农业科学院 | 生防微生物、食用菌等 | 729 | 729 |
内蒙古赤峰农牧业科学研究院 | 根瘤菌、生防微生物、食用菌等 | 681 | 681 |
农业农村部沼气科学研究所 | 厌氧、能源微生物 | 611 | 611 |
中国农业科学院饲料研究所 | 饲料微生物 | 600 | 600 |
漳州市农业科学研究所 | 食用菌 | 441 | 441 |
山东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 食用菌 | 411 | 411 |
延边朝鲜族自治州农业科学院 | 食用菌 | 362 | 362 |
中国农业科学院蔬菜花卉研究所 | 生防微生物(木霉、芽孢杆菌) | 300 | 300 |
辽宁农业科学院食用菌研究所 | 食用菌 | 300 | 300 |
江苏里下河地区农业科学研究所 | 生防微生物 | 123 | 123 |
安徽农业科学院农业工程研究所 | 能源微生物 | 120 | 120 |
表2
农用微生物数据类别"
一级 | 二级 | 三级 | 四级 |
---|---|---|---|
微生物自身型数据 | 生物学数据 | 培养组 | 菌种名称、分离基物、培养pH、培养温度、培养基、耐盐、碳氮源利用情况等 |
基因组 | 16S rDNA、ITS等看家基因、功能基因、基因组等 | ||
转录组 | 信使RNA、核糖体RNA、转运RNA及非编码RNA | ||
蛋白质组 | 分为结构蛋白质组和功能蛋白质组,分子量、pI、糖基化位点、磷酸化位点 | ||
代谢组 | 核酸、蛋白质、脂类生物大分子以及其他小分子代谢物质 | ||
微生物关联型数据 | 生态学数据 | 微生物多样性 | 微生物种类多样性、丰度 |
宏基因组 | 种植环境、植物组织、动物肠道、沼气工程等样本中的微生物群落基因组总和 | ||
宏蛋白质组 | 采用质谱技术规模化地采集样本中微生物种群的蛋白质信息数据 | ||
宏代谢组 | 采用高精尖的分析仪器规模化对样本中代谢物进行定性和定量分析的数据 | ||
功能数据 | 肥效微生物 | 自生固氮菌、溶磷菌、解钾菌的数量;AM菌根侵染频度、侵染强度、土壤孢子数;根瘤着生部位、单株根瘤数、结瘤率、单株根瘤鲜重,单株有效根瘤数、单株无效根瘤数、根瘤表面颜色、根瘤形状、根瘤大小等 | |
生防微生物 | 木霉菌、绿僵菌、白僵菌、Bt等具有拮抗、寄生、竞争等生防微生物数量;植物发病率、害虫种群密度等 | ||
饲料与动物养殖微生物 | 消化道益生菌、地方品种肠道微生物组、乳酸菌数量、酵母菌数量;发酵床、养殖环境控制微生物监测 | ||
能源微生物 | 发酵运行参数,微生物组成及丰度,细菌、古菌、产甲烷菌、产氢细菌及纤维素降解菌的数量 | ||
环境微生物 | 降解莠去津、乙草胺、草甘膦、丁草胺、吡虫啉、毒死蜱、敌敌畏等菌数量; | ||
食用菌产地环境 | 可栽培野生食用菌的种类、出现频次、数量,采集地的降雨量、海拔、植被分布等 |
表3
国内主要农用微生物菌种保藏管理中心网站"
保藏机构 | 网址 | 菌株数量 |
---|---|---|
中国农业微生物菌种保藏管理中心 | http://www.accc.org.cn | 17 589 |
中国林业微生物菌种保藏管理中心 | http://www.cfcc-caf.org.cn | 19 800 |
中国药用微生物菌种保藏管理中心 | http://www.cpcc.ac.cn | 10 730 |
中国工业微生物菌种保藏管理中心 | http://cicc.china-cicc.org | 12 907 |
中国普通微生物菌种保藏管理中心 | http://www.cgmcc.net | 24 055 |
中国典型培养物保藏中心 | http://cctcc.whu.edu.cn | 30 700 |
中国海洋微生物菌种保藏管理中心 | http://mccc.org.cn | 25 681 |
广东微生物菌种保藏管理中心 | http://www.gimcc.net | 7 500 |
云南大学云南省微生物菌种保藏管理中心 | http://www.yimcc.cn | 2 357 |
表4
重要的国内外农用微生物文献数据库"
文献数据库 | 网址 | 国别 |
---|---|---|
中国知网(CNKI) | http://www.cnki.net | 中国 |
中文科技期刊数据库/维普数据库 (VIP) | http://www.cqvip.com | 中国 |
万方数据知识服务平台(wanfangdata) | http://www.wanfangdata.com.cn | 中国 |
中国科学引文数据库(CSCD) | http://sdb.csdl.ac.cn/index.jsp | 中国 |
全国中西日俄文期刊联合目录数据库 | http://union.csdl.ac.cn/Union/index.jsp | 中国 |
中国生物医学文献数据库(CBMDisc) | http://cbmwww.imicams.ac.cn | 中国 |
中国专利数据库 (CNABS ; CNPAT ; CPRS) | https://www.cnpat.com.cn | 中国 |
国家知识产权局 | http://epub.sipo.gov.cn/gjcx.jsp | 中国 |
香港知识产权署检索系统 | https://esearch.ipd.gov.hk/ | 中国香港 |
Wiley InterScience | http://www.interscience.wiley.com | 美国 |
isiknowledge/SCI | http://www.isiknowledge.com | 美国 |
ProQuest | http://proquest.umi.com/login | 美国 |
PubMed | http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed | 美国 |
BP(BIOSIS Previews) | http://ovidsp.tx.ovid.com | 美国 |
Science Online | http://www.sciencemag.org | 美国 |
USPTO | https://www.uspto.gov | 美国 |
PCT | http://patentscope.wipo.int | 美国 |
Sciencedirect | http://www.sciencedirect.com | 荷兰 |
Elsevier | http://elsevier.lib.tsinghua.edu.cn | 荷兰 |
Cell Press | http://www.cell.com/cellpress | 荷兰 |
OVID | http://gateway.ovid.com | 荷兰 |
Kluwer | http://www.springerlink.com | 荷兰 |
Ingenta | http://www.ingenta.com | 英国 |
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