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技术 · 生态与修复 / 生态系统修复

生物多样性基因组学

对所有真核生物的基因组进行测序和存档，以支持生态系统恢复和生物勘探。

风险: 低 生态与监测 US · CN · EU 核实于 2026-07-02 · 6 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

生物多样性基因组学旨在解码地球上所有真核生物多样性的遗传蓝图。地球生物基因组计划（Earth BioGenome Project, EBP）——常被称为生物学的"登月计划"——是其中的核心行动：一个为期十年的联盟，目标是对地球上大约 150-180 万种真核生物（植物、动物、真菌与原生生物）进行测序、编目并公开其染色体级参考基因组。该档案支撑三大应用领域：生物勘探（挖掘次级代谢产物合成途径，以移植到合成生物学生产底盘，用于药物与绿色化学）；保护遗传学（检测近交衰退、厘清争议分类，指导遗传拯救计划）；以及粮食安全（通过基因组编辑，将作物野生近缘种的抗逆基因转移到商业品种）。随着每个高质量参考基因组的测序成本降至 1000 美元以下，重点已转向自动化的超长 DNA 提取与开放、去中心化的数据共享。

生物多样性基因组学的关键方向是：

  1. 参考基因组生成： 为关键物种和濒危物种生成染色体水平的组装。
  2. 环境 DNA (eDNA) 监测： 通过对脱落到土壤和水中的 DNA 进行测序来跟踪生物多样性变化。
  3. 生物勘探： 挖掘基因组数据库，寻找可用于工业的新型酶和次级代谢产物。
  4. 保护遗传学： 评估孤立种群内的遗传多样性，以指导繁育计划。

行业价值链#

[样本采集] ──> [DNA 提取] ──> [测序] ──> [生物信息学组装]
                                  │
                                (注释)
                                  │
                                  ▼
[生态系统监测] <─── [开放数据归档] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
样本采集依据《名古屋议定书》进行野外组织采集，并做形态学凭证归档。输入： 动植物、采集许可。
输出： 速冻凭证组织。
DNA 提取无剪切地分离超高分子量 DNA。输入： 冷冻组织、Nanobind 磁盘。
输出： 高于 100 kb 的 UHMW-DNA。
测序在 PacBio HiFi 与 Oxford Nanopore 平台上进行长读长测序。输入： UHMW-DNA。
输出： 高于 Q30 的长读长。
生物信息学组装从头重建完整染色体。输入： 长读长、Hi-C 接触数据、Hifiasm/YaHS。
输出： 染色体级组装。
开放数据归档将序列存储于公共数据库。输入： 组装数据。
输出： 经整理的参考基因组（NCBI、ENA）。
生态系统监测将数据用于保护政策。输入： 基因组、eDNA。
输出： 物种恢复计划。

该行业的跨领域技术：

  • 长读长测序： 像 Nanopore 和 PacBio 这样的技术可以实现高度连续的基因组组装。
  • 空间转录组学： 直接在组织切片内绘制基因表达图谱，以了解复杂的生物学。
  • 云计算： 处理 PB 级基因组数据所需的大规模可扩展基础设施。

2 · 替代什么 6 · 按行业匹配

D1E2以削减营养负荷、生物操纵（鱼类种群管理、浮游动物）、恢复沉水植物和浮岛控制湖塘藻华（蓝藻），替代硫酸铜和化学除藻剂
替代: 硫酸铜等铜系除藻剂、敌草快/草多索类水生除草剂，（部分）不采取流域措施而反复进行化学钝化除磷
SERV
D1E4不用有毒防腐剂的耐久木材——糠醇化木材（原料来自农业残余物）、乙酰化木材、热改性木材、天然耐久树种和构造防护——替代铬化砷酸铜（CCA）、杂酚油和杀菌浸渍
替代: 铬化砷酸铜（CCA）、杂酚油（煤焦油）、五氯苯酚（PCP）、铜唑等用于露台板、围栏、园林家具、游乐场、电线杆和枕木的杀菌木材防腐剂（部分）
BUILD
D2E–以 Anagyrus lopezi 经典生物防治木薯粉蚧，替代杀虫剂
替代: 喷洒杀虫剂（小农很少负担得起），以及非洲入侵的木薯粉蚧造成的失控减产
CLASSIC
D2E–以寄主专一的生防昆虫控制入侵漂浮水草（凤眼莲、槐叶萍、大薸、空心莲子草），替代反复喷洒水生除草剂
替代: 在水体喷洒2,4-D、草甘膦、敌草快等除草剂；反复机械打捞（部分）
CLASSIC
D2E4以感染沃尔巴克氏体的埃及伊蚊（种群替换）和不相容昆虫技术预防登革热、寨卡和基孔肯雅热，替代反复喷雾杀虫
替代: 城市中针对伊蚊的拟除虫菊酯和有机磷空间喷雾及室内滞留喷洒；家庭储水中投放双硫磷
RELEASE
D2E3以昆虫不育技术防治地中海实蝇，替代杀虫剂毒饵喷洒
替代: 在水果和柑橘产区针对地中海实蝇（Ceratitis capitata）空中和地面喷洒有机磷杀虫剂毒饵（马拉硫磷等）
RELEASE

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    组织采样
    野外生物学家收集新鲜组织样本，立即将其冷冻在液氮中，以完美保存细胞 DNA 的完整性。
  2. 2
    UHMW-DNA 提取提取
    实验室利用专门的磁性纳米盘轻轻分离超高分子量 (UHMW) DNA，而不会发生机械剪切。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Birufinery 印度尼西亚
    “Core product: BiruLift, a biostimulant made from tropical seaweed extracts (designed to reduce chemical fertilizer use while improving crop growth/yield and resilience) and it uses …”
    Aum Enzymes / Infinita Biotech 印度
    “Aum Enzymes is a metabolic engineering firm specializing in generally regarded safe microbial origin Industrial, Food, Feed, Neutraceutical, cosmetic, plant origin [botonical] …”
    Agroenzymas 墨西哥
    “Formulation and extraction technology for stimulating compounds and growth cofactors that ensure the high reactivity of our products.”
  3. 3
    长读长测序检测与分析
    提取的 DNA 通过 Nanopore 或 PacBio 系统进行处理，生成大量连续的数千碱基读长的数据集。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
    BRAIN Biotech 德国
    ✓ ISO 9001 工业规模
    “As a contract research organization (CRO), we provide smart, rapid, and effective solutions using cutting-edge technologies to drive customer success.”
    Turion Labs 新加坡
    “Turion Labs is a Singapore-headquartered biotech innovation platform that provides shared laboratory infrastructure, contract research organization (CRO) services, and regulatory …”
    Vaxxinova Norway 挪威
    工业规模
    “Vaxxinova develops, produces and markets a wide range of innovative vaccines and diagnostic services to protect livestock and fish against diseases.”
  4. 4
    生物信息学组装数据、软件与自动化
    超级计算机运行复杂的图算法将片段拼接在一起，利用 Hi-C 数据将叠连群 (contigs) 搭建成完整的染色体。
    谁能完成这一步 自动匹配
    JALA 印度尼西亚
    “JALA (jala.tech) is a female-led Indonesian end-to-end, data-driven shrimp aquaculture platform that digitizes pond operations, uses IoT water-quality monitoring and analytics to …”
    Sanatech Seed 日本
    工业规模
    “Its business spans seed development, agricultural data platforms (soil, water quality, crop data), and partnerships with farmers and feed companies, with aspirations to integrate …”
    China Everbright Environment Group 中国
    163,050 tonnes
    “As the fundamental component of 5G deployment, optic fibre is critical to making Hong Kong a smart city and laying the groundwork for IoT.”
    Superbac 巴西
    ✓ ISO 9001
    “Dados disponibilizados no DATABAC, nosso software interativo de análise de microbiomas que facilita a comparação entre amostras e interpretação dos resultados.”
  5. 5
    基因注释
    自动化的 AI 流程扫描组装好的染色体，以识别基因、调控元件和结构变异。
  6. 6
    公开发布
    经过全面整理的高质量参考基因组被上传到 GenBank 或 ENA 等中央数据库，以供公开科学访问。

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

re.green巴西生产商运营中
Biomas巴西未分类运营中
BioConsortia美国生产商运营中

服务与供货目录 1 · 付费服务

分析与检测服务

领先企业与机构（摘自简报）

公司 / 机构国家关键产品 / 平台技术特点Status 2026
Wellcome Sanger🇬🇧 英国达尔文生命之树大批量从头组装 (de novo)commercial
BGI🇨🇳 中国Stereo-seq 平台空间转录组学commercial
UC Davis🇺🇸 美国EBP 枢纽协调标准化 >Q40 指标commercial
Max Planck Institute🇩🇪 德国生物信息学工具复杂多倍体组装器commercial
Genoscope🇫🇷 法国海洋宏基因组学环境筛查commercial
Oxford Nanopore🇬🇧 英国MinION/PromethION超长读长测序commercial

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: SERV · —（运营方监管：俄罗斯联邦自然资源监督局、俄罗斯联邦技术监督局）
服务本身无需审批；运营方须取得许可（综合环境许可约1个月）
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国是全球生物多样性倡议的中央管理枢纽，负责协调地球生物基因组计划 (EBP) 的标准和数据协议。

EBP 协调、高通量测序、云基础设施#

  • EBP 协调枢纽： 加州大学戴维斯分校（Harris Lewin 工作组）协调全球 EBP 网络及其组装质量指标（叠连群 N50 高于 1 Mb，碱基准确度高于 Q40）。
  • 脊椎动物基因组计划（VGP）： 洛克菲勒大学 Erich Jarvis 团队主导 VGP，依托 PacBio HiFi 读长，目标为全部约 70,000 种脊椎动物生成参考基因组。
  • 史密森学会标本与 NCBI： 史密森学会为美国生态系统测序计划提供标本与凭证库管理，而 NCBI 归档开放的基因组数据。
欧盟

欧盟专注于深度生态基因组学，对整个生态系统进行测序以了解气候变化的影响并发现新的生物产品。

达尔文生命之树、海洋基因组学、数据主权#

  • 达尔文生命之树： 由 Wellcome Sanger 研究所主导的 DtL 项目目标是对不列颠及爱尔兰全部约 70,000 种真核生物进行测序，运行着全球产能最高的从头组装流水线之一。
  • 海洋生物勘探： 法国 Genoscope 测序海洋微生物组（尤其是 Tara Oceans 考察），筛选可用于绿色化学的极端酶。
  • 组装算法与开放数据： 马克斯·普朗克研究所（Myers 实验室）开发了现代组装器背后的重叠-布局图数学，EMBL-EBI 托管开放的欧洲生物信息学基础设施。
中国

中国正在向大规模测序基础设施投入巨资，利用自动化技术快速对数千种亚洲动植物物种进行测序。

Stereo-seq、万种植物基因组计划 (10KP)、大规模自动化#

  • 空间基因组学： BGI-Research 将其专有的 Stereo-seq 空间转录组学平台与稀有亚洲植物的全基因组组装相结合。
  • 大规模项目： 万种植物基因组计划（10KP）及配套的真核生物项目在 BGI 的 DNBSEQ 平台上对苔藓、蕨类、藻类与特有动物进行测序；昆明动物研究所拥有中国野生哺乳动物进化动物地理学方面最领先的数据库。
  • 国家数据库： 中国国家基因库（CNGB）安全托管该国海量的生物多样性数据集。

6 · 资金：招标与资助

资助保护生态系统并扩大生态修复规模的技术创新
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助加强林业研究以支持乌克兰
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助开放专题：利用循环城市与地区倡议加强城市制造业，支持《清洁工业协议》
European Commission · 欧盟
2027年4月8日
174 天

7 · 技术栈与创新

现代生物多样性基因组学完全依赖于提取超长 DNA 分子和高重复区域算法组装的突破。

  1. UHMW-DNA 提取：
    • Nanobind 磁盘（纳米二氧化硅涂层）在轻柔摇动下缠绕超长 DNA，保留长读长测序所需的 100 kb 以上片段。
    • 温和的低剪切裂解保护兆碱基级染色体，避免离心柱试剂盒造成的断裂。
  2. 测序技术：
    • PacBio HiFi 与 Oxford Nanopore 产生高于 Q30 的数千碱基读长，可解析短读长无法解析的重复区。
    • Hi-C 染色质构象捕获以甲醛固定染色质，并对物理上邻近的 DNA 进行邻近连接，生成将叠连群搭建成染色体的接触图。
  3. 生物信息学算法：
    • Hifiasm 由 HiFi 读长构建精确叠连群，Purge_dups 去除单倍型重复，YaHS 利用 Hi-C 接触将叠连群排序为染色体级支架。
    • Braker3 等 AI 注释流水线可快速标注新物种中的基因、调控元件与生物合成基因簇。

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生产商自有网站 6

  1. Wellcome sanger 生产商 核实于 2026-04-16 · 未保存链接
  2. Bgi 生产商 核实于 2026-06-28 · 未保存链接
  3. Uc davis 生产商 核实于 2026-02-03 · 未保存链接
  4. Max planck institute 生产商 核实于 2026-06-17 · 未保存链接
  5. Genoscope 生产商 核实于 2026-06-09 · 未保存链接
  6. Oxford nanopore 生产商 核实于 2026-06-28 · 未保存链接