《華大基因-國(guó)家基因庫(kù)系列：后基因組時(shí)代魚類樣本庫(kù)建設(shè)與實(shí)踐》圍繞魚類樣本庫(kù)建設(shè)這個(gè)中心論點(diǎn)，回答為什么（魚類種質(zhì)資源保存和利用）、現(xiàn)狀如何（國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及現(xiàn)今的挑戰(zhàn)和機(jī)遇）、怎樣做（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實(shí)踐）、怎么用（配套數(shù)據(jù)庫(kù)）等幾個(gè)關(guān)鍵性問題，囊括魚類樣本庫(kù)建設(shè)的幾乎所有內(nèi)容，闡述相關(guān)的生命倫理、質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等重點(diǎn)論題，并且從魚類樣本的采集、處理、儲(chǔ)存到基于樣本的核酸提取、序列分析等均有詳細(xì)的說明和指導(dǎo)，同時(shí)介紹魚類樣本庫(kù)配套的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及模塊化解決方案，讓讀者對(duì)魚類樣本庫(kù)建設(shè)有一個(gè)全面而深入的認(rèn)識(shí)。
作為“華大基因·國(guó)家基因庫(kù)系列”叢書中的一本，《華大基因-國(guó)家基因庫(kù)系列：后基因組時(shí)代魚類樣本庫(kù)建設(shè)與實(shí)踐》可作為深圳華大基因?qū)W院的研究生教材，也可供動(dòng)物學(xué)、水生生物學(xué)、魚類學(xué)有關(guān)專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生及從事生物樣本庫(kù)和信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的相關(guān)學(xué)者參考使用。
魚類資源是全球生物資源的重要組成部分。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)（世界魚類數(shù)據(jù)庫(kù)FishBase，又名魚庫(kù)）記載，全世界魚類多達(dá)33100種，占所有脊椎動(dòng)物種類數(shù)的一半以上。它們是最古老的脊椎動(dòng)物，不僅物種數(shù)目龐大，多樣性也極其豐富，體現(xiàn)在基因、表型、行為、生理生化等眾多方面，是生物學(xué)家眼中炙手可熱的研究對(duì)象。魚類和人們的生活也密切相關(guān)，魚肉是一種優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物蛋白，是日常生活中常見的餐桌美食，魚粉、魚油、魚類活性蛋白這些添加劑、保健品、藥品等也在人們生活中發(fā)揮著無法替代的巨大作用。
2013年，生物樣本庫(kù)（biobank，又稱生物銀行）被美國(guó)《時(shí)代》雜志譽(yù)為“改變世界的十大規(guī)劃”之一，近幾年來受到各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注和高度重視，高水平、高質(zhì)量的生物樣本庫(kù)是種質(zhì)資源的保護(hù)中心，更成為疾病研究、藥物研發(fā)、臨床診斷等核心技術(shù)研究的寶貴資源。
魚類樣本庫(kù)建設(shè)早在19世紀(jì)就已開始，雖然當(dāng)時(shí)“生物樣本庫(kù)”這一概念尚未明朗，但魚類樣本的收集、處理和保存工作已在全球各地展開。傳統(tǒng)魚類樣本庫(kù)建設(shè)以浸制標(biāo)本為主，存在局限性，在這個(gè)基因測(cè)序技術(shù)、生物信息分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)高速發(fā)展的后基因組時(shí)代，浸制標(biāo)本無法滿足提取高質(zhì)量DNA和RNA的需求。因此，傳統(tǒng)魚類樣本庫(kù)紛紛向以低溫和超低溫技術(shù)為支撐的組學(xué)級(jí)別的魚類樣本庫(kù)轉(zhuǎn)型。超低溫冰箱、干冰、液氮被用于長(zhǎng)期保存或運(yùn)輸凍存樣本，樣本類型也從全魚、骨架擴(kuò)展到各部位組織、血液、細(xì)胞系、生殖細(xì)胞、腸道排泄物，以及提取的DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)，這些高質(zhì)量樣本能有效應(yīng)用于基因組、宏基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組的測(cè)序和分析，產(chǎn)生信息量巨大的組學(xué)“大數(shù)據(jù)”，并最終實(shí)現(xiàn)樣本資源和數(shù)據(jù)資源的價(jià)值最大化，為魚類基礎(chǔ)研究、遺傳多樣性保護(hù)、種質(zhì)資源的開發(fā)利用、疾病防控等眾多領(lǐng)域提供強(qiáng)大支撐。
隨著基因組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的水生生物被用作全基因組測(cè)序的對(duì)象，相應(yīng)生物學(xué)特性的分子機(jī)制被逐步揭示出來，而且部分?jǐn)?shù)據(jù)已用于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用（如分子育種、海洋藥物研發(fā)等）。為了應(yīng)對(duì)后基因組時(shí)代水生生物樣本庫(kù)的建設(shè)和發(fā)展問題，我們特別編寫本書。以魚類樣本庫(kù)的建設(shè)與實(shí)踐為代表，我們期待為系統(tǒng)和科學(xué)地構(gòu)建我國(guó)的水生生物基因庫(kù)提供技術(shù)參考。
本書圍繞魚類樣本庫(kù)建設(shè)這個(gè)中心論點(diǎn)，回答為什么（魚類種質(zhì)資源保存和利用）、現(xiàn)狀如何（國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及現(xiàn)今的挑戰(zhàn)和機(jī)遇）、怎樣做（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和最佳實(shí)踐）、怎么用（配套數(shù)據(jù)庫(kù)）等幾個(gè)關(guān)鍵性問題，囊括魚類樣本庫(kù)建設(shè)的幾乎所有內(nèi)容，闡述相關(guān)的生命倫理、質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等重點(diǎn)論題，并且從魚類樣本的采集、處理、儲(chǔ)存到基于樣本的核酸提取、序列分析等均有詳細(xì)的說明和指導(dǎo)，同時(shí)介紹魚類樣本庫(kù)配套的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及模塊化解決方案，讓讀者對(duì)魚類樣本庫(kù)建設(shè)有一個(gè)全面而深入的認(rèn)識(shí)。
本書的第三部分為全書的核心部分，詳細(xì)闡述了基于標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）和最佳實(shí)踐（bestpractice）的魚類樣本庫(kù)綜合管理體系，以國(guó)內(nèi)外重要文獻(xiàn)為資料來源，結(jié)合我們多年在魚類樣本庫(kù)建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，力求詳細(xì)地、精確地、完整地介紹魚類樣本庫(kù)建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)和步驟，從魚類樣本的采集和解剖、DNA/RNA的制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和出入庫(kù)管理、樣本信息的儲(chǔ)存和共享等多個(gè)方面提供了極其詳盡的說明和指導(dǎo)，讓讀者能身臨其境，一步一步地掌握魚類樣本庫(kù)建設(shè)的精髓，同時(shí)讓本書成為一本真正具有指導(dǎo)意義和重要借鑒意義的樣本庫(kù)建設(shè)類參考書籍。
本書的出版得到深圳市科技計(jì)劃深港創(chuàng)新圈項(xiàng)目（SGLH20131010105856414）、深圳市未來產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)（JSGG20141020113728803）、廣東省海洋經(jīng)濟(jì)動(dòng)物分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣東省省部產(chǎn)學(xué)研專項(xiàng)20138090800017）和深圳國(guó)家基因庫(kù)的經(jīng)費(fèi)支持。華大基因是全球最大的基因組學(xué)研究中心，其旗下深圳市華大海洋研究院、深圳華大基因研究院、深圳國(guó)家基因庫(kù)和深圳華大水產(chǎn)科技有限公司等部門的部分同事參與了本書的編寫和校對(duì)；外單位涉及中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心和中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。
作為“華大基因.國(guó)家基因庫(kù)系列”叢書中的一本，本書可用作深圳華大基因?qū)W院的研究生教材。本書的主要內(nèi)容涉及魚類種質(zhì)資源樣本的采集與保存、樣本庫(kù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與最佳實(shí)踐、配套生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和模塊化解決方案等領(lǐng)域，并以正在實(shí)施的國(guó)際合作項(xiàng)目“千種魚轉(zhuǎn)錄組計(jì)劃”為操作案例來提供參考。附錄部分包括實(shí)際應(yīng)用中的表格表單匯總，以及為初學(xué)者提供詳細(xì)指導(dǎo)的詞匯表。
由于編者水平有限，本書不足之處在所難免，敬請(qǐng)大家批評(píng)指正。
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前言
第一部分 魚類種質(zhì)資源概述
第一章 我國(guó)主要水域的魚類資源現(xiàn)狀
第二章 魚類種質(zhì)資源面臨的主要問題及對(duì)策
第三章 魚類種質(zhì)資源的應(yīng)用前景
第二部分 魚類樣本庫(kù)建設(shè)沿革與發(fā)展現(xiàn)狀
第一章 生物樣本庫(kù)概述
第二章 傳統(tǒng)魚類樣本庫(kù)的建設(shè)概況
第三章 后基因組時(shí)代魚類樣本庫(kù)面臨的挑戰(zhàn)
第四章 下一代測(cè)序技術(shù)催生組學(xué)級(jí)別的樣本庫(kù)建設(shè)
第五章 組學(xué)級(jí)別魚類樣本庫(kù)的建設(shè)概況及展望
第三部分 魚類樣本庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及最佳實(shí)踐
第一章 倫理道德規(guī)范
第二章 樣本庫(kù)機(jī)構(gòu)設(shè)置和人員培訓(xùn)
第三章 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定
第四章 魚類樣本采集規(guī)范
第五章 魚類樣本解剖規(guī)范
第六章 樣本前處理
第七章 樣本制備
第八章 樣本儲(chǔ)存
第九章 樣本出入庫(kù)管理
第十章 樣本包裝和運(yùn)輸
第十一章 質(zhì)量控制
第十二章 文件控制
第十三章 儀器管理維護(hù)
第十四章 安全管理
第四部分 配套生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
第一章 生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)
第二章 國(guó)內(nèi)外魚類信息數(shù)據(jù)庫(kù)
第三章 千種魚轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)站建設(shè)
第五部分 模塊化解決方案
第一章 樣本野外采集模塊
第二章 運(yùn)輸模塊
第三章 樣本庫(kù)模塊
第四章 魚類精子冷凍保存模塊
第五章 基因組學(xué)模塊
第六部分 依托Fish-TIK項(xiàng)目建設(shè)的魚類樣本庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)
第一章 Fish-TIK項(xiàng)目簡(jiǎn)介
第二章 標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程
第三章 Fish-TIK當(dāng)前進(jìn)展
第四章 Fish-TIK樣本庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用及展望
附錄1 表格表單
附錄2 詞匯表
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《華大基因-國(guó)家基因庫(kù)系列：后基因組時(shí)代魚類樣本庫(kù)建設(shè)與實(shí)踐》：
第三章 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定
1 制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的目的和意義
隨著生命科學(xué)研究進(jìn)入后基因組時(shí)代，我國(guó)在魚類基因組研究方面所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也進(jìn)入了急劇膨脹階段。但是，在魚類組織樣本收集、保存、利用等方面尚存在諸多問題，如缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、規(guī)模化管理和質(zhì)量控制等，使得已收集保存的魚類組織未充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。此外，目前在魚類研究方面，權(quán)威的、國(guó)家級(jí)的信息共享平臺(tái)較為稀缺，各數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度低、整合性差，資源無法共享，在一定程度上阻礙了重大課題之間的合作和交流。
因此，我們擬訂此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，供各魚類樣本庫(kù)建設(shè)單位參考與借鑒，期望能有助于儲(chǔ)存和管理我國(guó)特有的魚類遺傳資源、生物信息和基因數(shù)據(jù)，為中國(guó)生命科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)性和公益性服務(wù)平臺(tái)。該標(biāo)準(zhǔn)擬建設(shè)的樣本庫(kù)將區(qū)別于傳統(tǒng)的、小規(guī)模魚類樣本庫(kù)，將采用魚類基因信息數(shù)據(jù)庫(kù)（簡(jiǎn)稱“干庫(kù)”）和魚類樣本資源庫(kù)（簡(jiǎn)稱“濕庫(kù)”）相結(jié)合的模式。“干庫(kù)”匯集核酸和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)信息，“濕庫(kù)”收集、整合各類水生生物資源，包括魚類標(biāo)本、組織、活體細(xì)胞等，并保存實(shí)體的DNA、RNA、蛋白質(zhì)和小分子樣本等。這種既有數(shù)據(jù)又有實(shí)體的新一代基因資源庫(kù)、信息庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和工具庫(kù)，與傳統(tǒng)的“干濕分離”的基因庫(kù)相比，具有極大的產(chǎn)業(yè)和科研應(yīng)用價(jià)值與極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
本套標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為樣本的規(guī)范化采集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)忍峁┝撕芎玫囊罁?jù)。標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施可幫助樣本庫(kù)提高其整體績(jī)效和能力，為組織的所有者、顧客、員工、供方、合作伙伴和社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，有助于獲得長(zhǎng)期的市場(chǎng)成功，并使各類樣本庫(kù)易于在質(zhì)量管理實(shí)踐方面進(jìn)行溝通和共享。
2 制定標(biāo)準(zhǔn)的基本原理
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化原理探討出現(xiàn)了多種觀點(diǎn)，相互之間雖各有差異，但大家普遍認(rèn)為“統(tǒng)一”“簡(jiǎn)化”“優(yōu)選”“協(xié)調(diào)”為標(biāo)準(zhǔn)化的基本原理。鄺兵等通過總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)化的傳統(tǒng)理論和現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化的方法原理是簡(jiǎn)化節(jié)約原理、統(tǒng)一效能原理、協(xié)調(diào)一致原理、總體最優(yōu)原理、有效競(jìng)爭(zhēng)原理。下面分別介紹。
2.1 簡(jiǎn)化節(jié)約原理
桑德斯和松浦四郎關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化原理的論述中，均將簡(jiǎn)化看成標(biāo)準(zhǔn)化首要的和基本的原理。標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)律表明，簡(jiǎn)化是標(biāo)準(zhǔn)化最基本的手段，通過標(biāo)準(zhǔn)化可以減少需要標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象的復(fù)雜性，加強(qiáng)互聯(lián)互通和兼容性。然而同時(shí)需要注意，簡(jiǎn)化的實(shí)質(zhì)不是簡(jiǎn)單化而是精練化，其結(jié)果不是單純的以少替多，而是在一定合理性的范圍內(nèi)，以少勝多。
2.2 統(tǒng)一效能原理
標(biāo)準(zhǔn)化的目的是要使復(fù)雜的事物達(dá)到統(tǒng)一，通過統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效能。以保證事物發(fā)展所必需的秩序和效率為目的，對(duì)事物的形成、功能或其他特性，確定適合于一定時(shí)期和一定條件的一致規(guī)范，并使這種一致規(guī)范與被取代的對(duì)象在功能上達(dá)到等效。
2.3 協(xié)調(diào)一致原理
在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中每一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都是一個(gè)基本的組成單元，它一方面要受到系統(tǒng)的制約，同時(shí)又會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。協(xié)調(diào)一致原理就是為了使標(biāo)準(zhǔn)的整體功能達(dá)到最佳，并產(chǎn)生實(shí)際效果，必須通過有效的方式協(xié)調(diào)好系統(tǒng)內(nèi)外相關(guān)因素之間的關(guān)系，確定為建立和保持相互一致，適應(yīng)或平衡關(guān)系所必須具備的條件。
2.4 總體最優(yōu)原理
按照特定的目標(biāo)，在一定的限制條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的構(gòu)成因素及其關(guān)系進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)或調(diào)整，使其達(dá)到最理想的效果，這樣的標(biāo)準(zhǔn)化原理稱為最優(yōu)化原理。在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，“總體最優(yōu)”的思想十分重要。一方面，因?yàn)樽非笞顑?yōu)化有助于實(shí)現(xiàn)最佳效益，這符合標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果要求。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的最優(yōu)化，應(yīng)從整體出發(fā)，如果只是從局部出發(fā)，雖然貌似合理，但從總體上說，制定的標(biāo)準(zhǔn)其適應(yīng)性一定十分有限。
2.5 有效競(jìng)爭(zhēng)原理
標(biāo)準(zhǔn)化的作用不僅是產(chǎn)品的簡(jiǎn)化與節(jié)約、目標(biāo)的統(tǒng)一與效能、過程的協(xié)調(diào)與一致、功能的總體與優(yōu)化，還在于發(fā)揮市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的行業(yè)準(zhǔn)入規(guī)則作用。這正是經(jīng)濟(jì)全球化下，標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略作用的具體體現(xiàn)。首先，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，標(biāo)準(zhǔn)化已成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有效手段。標(biāo)準(zhǔn)的所有權(quán)意味著行業(yè)準(zhǔn)入的規(guī)則和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)，制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重視話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪。其次，要合理運(yùn)用國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)則，積極參與標(biāo)準(zhǔn)的制定，通過組成標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟等形式實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系與推廣，爭(zhēng)取更廣泛的支持，使標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施更多地反映自身的利益。最后，標(biāo)準(zhǔn)在競(jìng)爭(zhēng)中的作用必須體現(xiàn)出有效性。其含義是通過制定標(biāo)準(zhǔn)能使國(guó)家、產(chǎn)業(yè)和企業(yè)搶占競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，獲得應(yīng)有的利益。
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