趋磁细菌是一类在细胞内合成纳米级磁铁矿（Fe₃O₄）或胶黄铁矿（Fe₃S₄）颗粒从而感知地磁场方向运动的微生物。它们不仅是研究生物感磁与生物矿化机制的经典模式生物类群，也对重建地球古地磁场与古环境信息、理解生命起源乃至探索地外生命等具有重要意义。

随着生物信息学与测序技术的发展，近年来趋磁细菌基因组数据正在迅速积累，但这些数据分散在不同数据库中，质量参差不齐，且缺乏样本来源、环境背景等关键信息的系统整理。数据“碎片化”阻碍了对这类微生物的多样性、分布规律、感磁机制与起源演化的深入认识。

针对这一瓶颈，中国科学院地质与地球物理研究所生物地磁学研究团队，对分散的趋磁细菌基因组数据资源进行系统整合与质量评估，并关联了样品的环境信息和文献来源等元数据，构建了国际首个趋磁细菌基因组数据库（Genomic Database of Magnetotactic Bacteria, 简称GdbMTB），为趋磁细菌的研究和应用提供了可靠的数据基础。GdbMTB具有交互式、用户友好的界面以及与外部数据库的直接链接，方便用户浏览和查询趋磁细菌基因组数据、追溯原始研究并进行跨数据库导航。

GdbMTB 由核心数据、元数据和技术支持三部分构成，系统整合来自不同公共数据库和科学出版物的多源信息（图 1），建立迄今最全面的趋磁细菌基因组资源平台。核心数据涵盖2024年6月前所有已公开报道的趋磁细菌基因组及其关键特征信息。数据显示，趋磁细菌基因组分布于16个细菌门、35个纲和49个目（图2）。样品来源于全球六大洲、四大洋，涵盖淡水、咸水、海洋、极端环境等多种生境（图3）。元数据部分细分为采样元数据、基因组元数据和参考文献元数据，关联了样品来源、环境背景、序列提交信息与原始文献等内容，确保数据来源可追溯。技术支持提供趋磁细菌相关的生物信息学工具（如自主开发的磁小体基因簇注释与可视化工具MagCluster和ANI分析结果可视化工具pairwiseANIviz）和分析流程，共同构成了 GdbMTB 的技术支撑体系，使数据库不仅提供数据资源，也为趋磁细菌组学研究提供了分析方法（图4）。

图1 趋磁细菌基因组数据库GdbMTB的结构

图2 趋磁细菌基因组特征及其系统发育学分类统计

图3 趋磁细菌基因组的全球分布和环境背景

图4 推荐的趋磁细菌基因组分析流程及相关生物信息学工具

GdbMTB 以网站形式对外发布，提供多样化的交互式功能，支持用户对趋磁细菌基因组及其相关信息进行直观高效的浏览、检索与下载（图5）。每个基因组条目包含了指向外部公共数据库的链接，方便研究者在不同数据库之间进行交叉查询，提升数据使用的便利性。GdbMTB 的基因组及其相关元数据，已通过Zenodo（DOI：10.5281/zenodo.14876943）和 ScienceDB（DOI：10.57760/sciencedb.21001）两个开放数据平台公开发布，支持全球学者自由获取与使用。

图5 GdbMTB网站首页与标识LOGO

GdbMTB 通过对公开发表的趋磁细菌基因组的系统整合与标准化处理，构建了一个结构清晰、信息可追溯的数据库，不仅为趋磁细菌的比较基因组学、系统发育分析和生物感磁与生物矿化机制研究奠定了数据基础，也有助于更好地评估趋磁细菌的多样性及其起源演化。未来，该数据库将持续更新，进一步推动生物地磁学、地质微生物学、天体生物学等交叉前沿研究。

【相关链接】

1.GdbMTB：https://www.gdbmtb.cn/

2.纪润佳, 潘永信, 林巍. GdbMTB: a manually curated genomic database of magnetotactic bacteria. Database [J]. Database, 2026. DOI: 10.1093/database/baaf090.