地球生物基因组计划（Earth BioGenome Project, EBP）自六年前启动以来，一直致力于实现对地球上167万种真核生物的参考基因组测序。这一雄心壮志将推动科学家探索生物进化、保护生态多样性、改善农业生产，并促进人类健康的发展。然而，EBP并非一路坦途。近日，在生物多样性基因组学大会（BG24）上，研究团队宣布项目时间表调整至2032年，并分享了目前的进展与未来策略。
地球生物基因组计划：背景与目标
计划简介
EBP旨在通过高质量基因组测序，全面覆盖所有已知真核生物的多样性。从植物 （最全植物基因组数据平台 IMP中文教程（ 核基因组更新到 1024 个植物））、动物到真菌和原生生物，EBP的初步目标是构建一个生物多样性基因组数据库，为基础研究与应用科学提供关键数据支持。
• 启动时间：2018年11月
• 计划总预算：47亿美元（重新评估后降低）
• 三阶段目标：
1. 第一阶段（2026年）：完成覆盖所有真核生物科级别的1万个物种基因组测序。
2. 第二阶段（2030年）：完成覆盖所有属级别的18万个物种测序。
3. 第三阶段（2032年）：完成所有167万物种的参考基因组测序。
尽管目标调整，EBP仍在稳步推进，并致力于以更低的成本实现全球物种基因组的高质量测序。
重大进展：从愿景到现实
1. 当前成果
截至2024年，EBP已完成3000份基因组测序，覆盖了1060个真核生物科。这些数据来自全球28个国家和58个附属项目，其中包括专注于特定类群、本地物种和区域保护的计划。
• 代表性成果：
英国完成的第2000个基因组是一种淡水植物——户花狐尾藻（Myriophyllum alterniflorum）。这一物种因其入侵特性已成为北美水体管理的焦点。• 进展加速：
每周约有20个新物种的基因组下机。尽管远低于实现2030年目标所需的721个基因组/周的速度，研究团队正在通过优化测序流程和扩展技术能力加速进展。
2. 资金筹措
EBP的第一阶段预算从最初估计的5.65亿美元减少至2.65亿美元，并已获得多个国际资助项目的支持：
• 法国、欧盟地平线2020计划
• 英国惠康慈善机构
• 区域资助来源
尽管如此，全球南方国家的参与仍显不足。许多发展中国家的物种亟需保护，却因缺乏测序资源而被忽视。
全球协作与区域项目
1. 新兴的测序中心
EBP现已在28个国家建立测序项目，部分专注于开发本地基因组资源：
• 巴西EBP附属机构：聚焦基因组质量控制和标准化。
• 非洲生物基因组计划：已完成20个基因组测序，包括药用植物和重要经济物种。
此外，Wellcome Sanger研究所正在开发gBox便携式基因组实验室，以便将基因组学技术带入缺乏基础设施的地区。每个gBox预计在3年内完成3000个基因组测序，是提升第二阶段速度的关键。
2. 非洲的基因组努力
非洲项目着重于经济价值高或需要保护的物种，例如祖鲁羊和药用向日葵。这些工作通过培训科学家、构建本地测序能力，正逐渐弥补区域科研能力的不足。
3. 中国的参与
中国通过华大基因等机构，贡献了大规模基因组测序能力。然而，中美之间在基因组数据标准化和共享方面仍有协调空间。这种合作的潜力和挑战需要进一步平衡。
技术进步与挑战
1. DNA测序的进展
EBP的成功离不开技术的迅猛发展。如今，DNA测序不仅更快、更精准，成本也显著下降：
• 高通量测序：单个基因组的测序成本已降至数百美元。
• 基因组组装与注释工具：如HiFi测序、ONT长读长技术和自动化分析工具加速了基因组构建。
2. 数据管理与公平分配
EBP成立了专门委员会处理伦理、法律与数据共享问题，力图在技术与数据分配方面实现全球公平。然而，发展中国家在基因组学资源方面的差距仍需弥补。
3. 生物多样性热点的挑战
测序稀有或保护物种面临伦理与技术难题。例如，某些濒危物种的样本获取需要复杂的许可流程。此外，生物多样性热点区域（如亚马逊雨林和东南亚）的科研资源不足，也限制了测序工作的推进。
EBP的科学与社会影响
1. 基因组学研究的突破
EBP生成的高质量参考基因组将推动生物进化和生态系统研究的深化：
• 进化分析：揭示物种起源与适应性变化。
• 保护生物学：为濒危物种保护提供关键数据。
2. 农业与医药
• 作物改良：基因组数据可以支持抗病、高产作物的设计。
• 新药研发：通过基因组发现潜在的药用物种。
3. 公共科学传播
EBP项目还通过公众参与提升基因组学的普及度。例如，智利的千人基因组计划通过公众投票选出首个测序物种，并在高中推广基因组学教育。
未来展望与结语
尽管面临资金、技术和国际协作的挑战，EBP的潜力不可否认。其目标不仅是构建一个全面的生物基因组数据库，更是为解决全球环境、健康和农业问题提供科学依据。
展望2032年，如果EBP能够完成167万物种的基因组测序，将彻底改变我们对地球生物多样性的认识，为子孙后代留下宝贵的科学遗产。正如EBP的共同创始人所言：“哪怕只完成1%，都将为我们理解生物多样性带来重大贡献。”
让我们期待，这场科技与自然的宏伟融合，如何为全球带来福祉。
来自：基因的生物信息学分析公众号
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