• 微生物数据管理小组

2016-01-20 11:02:17

    微生物在自然界起着极复杂而又重要的作用,它们的生命活动对于人类和动植物的生存有着密切的关系。没有微生物的存在,没有它们对各种物质所进行的各种转化,其他生命也将终止。微生物是地球上生物多样性最为丰富,用于生物技术革新最有潜力的生物资源,尤其是在降低污染和可持续性发展方面均为其他方法所不能比拟的。为此,国家科学技术部将微生物菌种资源标准化整理和整合工作,纳入自然科技资源共享平台建设内容。

    微生物菌种资源的长期有效的保藏及共享交流,是发挥其重要作用的前提。国际上一直比较重视微生物菌种资源的保藏与共享交流。之前,我国微生物菌种资源的描述、整理、保藏和利用中,基础设施薄弱,资源保藏分散,资源描述规范和数据标准混乱,缺乏有效的沟通渠道和机制,资源共享效率低,这些问题亟需解决。

    微生物菌种资源的标准化描述、整理、整合和共享是一项长期性、基础性、公益性的工作。现阶段的主要任务是制定统一的资源描述规范和标准,以现有资源为基础,进行标准化整理和整合。通过数据库和网络为载体,及机制为引导,建设微生物菌种资源共享平台。逐步为实现微生物菌种资源的信息和实物共享创造条件。

 

高校微生物资源标准化整理、整合与信息共享平台

    《高校微生物资源标准化整理、整合与信息共享平台》建设项目于2005年元月批准立项,2010年8月项目验收。该项目对武汉大学、南开大学、山东大学、云南大学、四川大学等高校的微生物资源进行标准化整理、整合,通过网络形式向社会提供信息及实物共享。此项目主要由软件工程国家重点实验室和中国典型培养物保藏中心共同提出。开发者为彭智勇教授和李旭晖副教授。用户为参加项目的其他单位:南开大学,山东大学,武汉大学,云南大学,四川大学。运行该软件的计算站为武汉大学生命科学计算中心。

    项目网站:http://www.cctcc.org/edu/index.php


 教学实验用微生物资源整理、整合与共享试点平台

    根据“十一五”国家科技基础条件平台建设实施意见以及国家自然科技资源加盟体系中要求的条件与相关原则,经过严格的申报、答辩和审批程序,在完成2004年度专利微生物菌种资源项目的基础上,《教学实验用微生物菌种资源标准化整理、整合及共享试点》子项目于2005年12月获批,自2006年1月开始正式启动,并于2009年7月验收通过。

    该子项目设立生物学、基础及分子生物学、海洋生物学、极端微生物学、生物技术、农学、酿造、生物冶金、环境工程、发酵工程、资源数据库运行与维持等课题,分别由武汉大学、南开大学、山东大学、江南大学、云南大学、华中农业大学、四川大学、中山大学、新疆大学、中南大学、内蒙古农业大学等11所高校承担。

    本子项目的实施与完成将使我国14所高等院校具有特色的微生物资源从分散、封闭的状况改变为集中、公开;将原来数据不全、信息量不足的资源按照自然科技资源平台制定的标准进行整理、整合,使之成为合乎国家平台项目要求的标准资源,为社会公众服务,实现资源信息与实物共享。同时,使一批面临被丢失的有价值的微生物资源进入国家自然科技资源E-平台,成为社会公众可利用的共享资源。本子项目的完成也将为“十一五”后期我国微生物资源的工作奠定基础。

    项目网站:http://www.cctcc.org/sci/index.php


     基于对象代理数据库的微生物数据管理方法研究

    微生物数据来源广泛,微生物资源数据库在集成不同来源数据时面临着结构异构和语义异构的问题,往往需要处理大量不同数据结构的数据;微生物分类的多样性决定了数据库数据结构具有复杂性的特点,因为分类数据本身就非常复杂;此外,微生物学及生物信息学的快速发展,促进了新微生物物种的发现以及微生物菌种新性状特性的鉴定,使得数据库的模式处于不断改善和丰富的状态,数据库模式的快速演化也是微生物数据结构复杂的一个表现。

    采用对象代理模型建模微生物数据的方法,其核心在于将每一个微生物菌株定义为基本微生物对象;而菌株的特性性状描述通过基本微生物对象的代理对象来建模,可以包括有菌种的基本信息、特征特性、化学成分特性、基因信息、文献信息等等;微生物的扩展关联信息具有不同的类型,包括核心元描述信息、专利信息、注释信息等等。每种不同的扩展关联信息也通过基本微生物对象的代理对象建模。采用上述方式建模,既可方便地实现微生物数据的动态分类,又可有效支持系统的模式演化,并确保系统具有良好的扩展性。

    相关论文:彭智勇,黄泽谦,刘俊,李越,徐波. 基于对象代理数据库的微生物信息服务系统.计算机应用. 2010, 30(1): 5-9

 

生物信息集成及个性化服务研究

    基于对象代理数据库对异构的生物数据源进行集成,并将数据库、生物信息集成及个性化服务管理进行紧密结合,可以提供积极而有效的按需服务。

    如何将生物信息和复杂的语义关系整合到一个模型中是正确有效地进行个性化服务的前提条件。面向对象的模型能够提供复杂的语义,但只能够提供自上而下从父类到子类的继承,而缺乏自下而上以子类到父类的继承,生物数据有非常复杂的继承关系,并且这些继承关系反映了语义信息。因此,我们提出用对象代理模型作为公共数据模型来进行生物信息集成。我们提出了考虑对象继承关系的数据抽取算法,给出了解决各种冲突和重复的方法。

    生物数据空间是个性化信息集成的重要部分,传统的数据空间不能提供动态的视图机制。我们提出用对象代理模型来实现个性化数据空间。该方法能提供给用户丰富的语义和更好的柔韧性。而且对象代理模型有更柔软的继承机制,避免了数据冗余。其先进的模式进化机制保证了个性化数据空间的动态演化。

    相关论文:刘君强,生物信息集成及个性化服务研究,博士论文,武汉大学,2008。

 

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