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微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)作为一种可再生能源,因为其特有的优势而受到关注并快速发展。然而目前MFC的产电效率还不够高,技术还不够成熟,对其进一步研究有很大必要。在影响MFC的诸多因素之中,产电微生物是MFC的核心,它的产电机制对于MFC的研究具有重要意义。 针对产电微生物研究现状,本文发展微生物基因组分析方法,整理并搜集产电微生物相关的数据和资源,建立了产电微生物数据库和分析平台。这些工作会为产电微生物的分析提供便利,帮助研究者发现与电子产生、转移相关的基因,认识具体微生物的产电机制,从而利用基因工程的手段,有目的地对微生物进行改造,以提高MFC的性能。 建立了微生物基因重注释分析工具RPGM。将TN曲线和Z曲线方法结合,提出一套完整的识别微生物基因组中错误注释蛋白质编码基因的算法。将该算法应用于61个随机选取的微生物基因组中,得到了平均准确率为99.94%的预测结果。基于这套算法开发了目前国际上首个微生物基因组蛋白质编码基因重注释工具www.cbi.seu.edu.cn/RPGM,该工具可免费使用且操作简单,因此将会为今后基因组注释等工作提供很好的技术方法。 建立了产电微生物数据库EGBase。采用手动和自动方式,从生物医学文献中收集产电微生物的名称;通过对现有网络数据资源的分析。从NCBI的FTP服务器、NCBI E-Utilities编程接口和Google Scholar等资源处收集产电微生物数据和文献,并根据这些数据的特点、内容,设计了产电微生物基因组数据库-EGBase;最终,在开发环境LAMP上实现了这个数据库,选择并收集各类信息,将这些数据整理、导入数据库。目前,EGBase数据库共收集了222个基因组、477,114个基因的数据,以及其它的一些信息。 依托基因重注释工具RPGM和产电微生物基因组数据库EGBase,构建了综合的产电微生物基因组网络分析平台。使用php语言编写了平台的前端网页,在页面上提供基本的EGBase数据搜索、数据浏览等功能。同时,平台集成并提供多种分析工具,包括:微生物基因组重注释工具RPGM、基因组可视化工具Gbrowse、序列比对工具BLAST、细胞色素c的搜索工具CSearch等。此外,我们还尝试使用“字符云”,对生物医学文献的信息进行整理和可视化表示,在一定程度上反应文献的主题和重要内容,为读者提供直观印象。