太空舱内微生物种群结构及功能分析相关计算方法

项目名称： 太空舱内微生物种群结构及功能分析相关计算方法

项目编号： No.91430111

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 张绍武

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 微生物与人类生活密切相关，面对宏基因组学产生的海量微生物基因序列数据，现有信息收集、贮存、分析方法及工具远不能满足研究需求。发展新的理论和计算方法具有重要意义，不仅有助于了解太空密封环境内微生物群落结构、功能、菌群分布及演变规律，且有助于保障与改善航天员健康，建立人-机环境系统安全综合保障体系。当前太空舱及空间站等特定密闭环境内微生物研究大多基于微生物纯培养技术，且数据分析多采用简单的统计学方法，获得的信息量非常有限。鉴于此，本项目以国家载人航天重大战略需求为牵引，采用二代测序技术对太空模拟舱/太空舱内的微生物测序，研究有效的微生物操作分类单元（OTU）聚类算法、普适的宏基因组基因预测算法、高精度代谢途径/网络重构及比对算法，从海量的微生物序列数据中发现太空密封环境内微生物种群结构、功能、菌群分布及演变规律，并构建微生物种群结构、功能及菌群演化分析平台，为国家未来的深空探测提供技术储备。

中文关键词： 太空舱微生物；OTU 聚类；宏基因预测；代谢通量预测；网络重构

英文摘要： Microbes play a key role in maintaining life on earth, fixing gases and bringing the cycling of nutrients and compounds, both essential for the survival of all organisms. Without microbes, we couldn't eat or breathe. Facing high-throughput microbial gene

英文关键词： spacecraft microbe；OTU clustering；metagenomic gene prediction；metabolic fluxes prediction；network inference