最新：国家微生物科学数据中心发布全球宏基因组目录资源库

摘要：2025年，由中国科学院微生物研究所国家微生物科学数据中心开发的“全球宏基因组数据库”（global catalogue of metagenome, gcMeta，https://gcmeta.wdcm.org/）在《Nucleic Acids Resear

“序列的价值不在于存储，而在于能否被计算、被解释、被利用。”

2025年，由中国科学院微生物研究所国家微生物科学数据中心开发的 “全球宏基因组数据库”（global catalogue of metagenome, gcMeta，https://gcmeta.wdcm.org/）在《Nucleic Acids Research》数据库专刊正式发表。这一突破性资源库整合超 270 万 MAGs（宏基因组组装基因组），涵盖 10.4 万余个样本、50 个特定生物群落，不仅填补了跨生态系统微生物比较分析的空白，更搭建起微生物 “序列发现” 到 “功能利用” 的高效转化通道，为全球科研人员提供了标准化、可直接用于人工智能（AI）研究的微生物功能数据资源。

六大核心模块，覆盖微生物研究全链条

gcMeta 作为集成标准化比较分析框架、分析工具与可视化界面的科研平台，凭借六大核心模块，满足从基础基因组分析到深度功能挖掘，再到跨生态系统比较分析的多样化需求，让微生物研究更高效、更系统。

海量资源储备：270 万 MAGs+50 个特色基因组目录

打破传统数据库 “单一环境聚焦” 的局限，gcMeta 通过 “公共数据整合 + 从头组装” 双路径，系统收集 NCBI SRA、国家微生物科学数据中心 NMDC 等数据库的宏基因组原始数据，结合 MGnify、IMG/M、SPIRE、mOTUs 四大国际平台的 MAGs 资源，最终形成覆盖人类、动物、植物、海洋、淡水、极端环境等 12 大类群、50 个特色生物群落的 MAGs 目录。所有数据均经过统一的质量控制及注释流程，网站提供不同分类等级下已注释物种与新物种的列表，以及所有基因组注释信息的浏览及下载服务，为特定类群微生物组及比较微生物组研究提供极大便利。

跨生态系统比较：解锁微生物 “环境适应密码”

“功能模块（Function Module）” 支持对 MAGs 目录中的物种组成和功能多样性进行深度比较分析。在 GTDB 或 NCBI 分类体系下，用户可通过 “分类丰度” 功能从门到属进行筛选，或直接搜索分类单元。功能比较涵盖抗生素耐药基因（ARGs）、毒力因子（VFs）、KEGG 代谢通路、生物合成基因簇（BGCs）、碳水化合物活性酶（CAZymes）、可移动遗传元件（MGEs）和防御系统七大类别，还能按亚组比较功能基因分布，实现特定基因或基因簇的分类检索。

关键类群定位：锁定生态系统 “核心玩家”

通过整合 “基因组功能特征” 与 “物种共现网络”，平台可精准定位各生态系统中的 “功能关键类群”，并将其与生物地球化学循环（如氮 / 硫代谢）和环境适应（如耐盐性 / 重金属抗性）紧密关联。用户点击即可获取关键物种的核心功能基因携带情况，以及这些基因在不同生态系统中的分布信息，为解析生态系统运作机制提供核心线索。

特色基因集：支撑多生态系统功能比较与新基因挖掘

该模块支持对非冗余基因集（包括功能性酶和新基因）及其在各类数据库中的注释结果进行统计比较。借助 “条件检索” 功能，用户可生成个性化基因列表，或通过自定义搜索比较不同目录中的基因分布。“流行基因” 功能可跨生态系统挖掘核心物种功能，支持比较不同目录中共有基因与特有基因，并提供可下载的基因列表，为微生物生态适应研究提供系统性见解，助力新功能元件发现。

AI-ready 数据集：直接赋能机器学习模型训练

针对当前微生物 AI 研究中 “数据格式不统一、质量参差不齐” 的痛点，gcMeta 专门构建 78 个标准化 AI-ready 数据集，涵盖三大核心类别：生物地球化学循环代谢酶（如氮循环固氮酶、硫循环脱硫酶）、核心功能酶（如工业常用的 α- 淀粉酶、β- 葡萄糖苷酶）、防御系统组件（涵盖 CRISPR-Cas、限制修饰系统等 13 类已知微生物防御系统）。这些数据集可直接用于蛋白质语言大模型的训练与微调，为微生物 AI 研究提供 “即用型” 数据支持。

在线分析流程：零基础完成基因组分析

gcMeta 提供交互式宏基因组组装基因组（MAG）分析工具，支持基因组质量评估、分类注释、基因注释、结构注释以及防御系统注释等全流程分析。用户可通过 “program selection” 模块自定义分析流程，根据特定研究需求灵活配置分析方案，即便无复杂操作基础也能顺利完成基因组分析。

总结：搭建产学研桥梁，赋能多领域创新

gcMeta 2025 不仅是微生物研究的 “数据宝库”，更搭建起 “基础研究 - 技术开发 - 产业应用” 的关键桥梁。其海量标准化资源与高效分析工具，有望加速微生物资源的挖掘与利用，为生态环境保护、人类健康提升、工业生产优化等领域的关键问题提供全新解决方案，推动微生物研究向更深入、更实用的方向迈进。

感兴趣的科研人员可直接访问官网（https://gcmeta.wdcm.org/），探索海量微生物数据资源，开启专属研究新旅程！

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欧易生物简介

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