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背景介紹
生態系統、物種和遺傳資源是生物多樣性保護與利用的三個關鍵方面。隨著分子生物學、測序技術、信息技術的發展，海量生物資源的遺傳序列信息被解碼。區別于遺傳資源有形實體，遺傳資源數字序列信息( Digital Sequence Information on Genetic Resources，DSI)可簡單理解為以數字方式存儲和遷移的包含DNA、RNA、蛋白質等遺傳物質的序列信息和天然產物化學結構信息。生物信息學、合成生物學等學科的快速發展不斷提升DSI的商業或非商業應用價值。2022年，DSI作為《生物多樣性公約》第十五次締約方大會的核心議題之一，被納入到“昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架”(以下簡稱“昆蒙框架”)。“昆蒙框架”明確DSI與遺傳資源的同等地位，并制定行動目標以保證其惠益分享的公平公正。
2024年1月，生態環境部發布的《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2023—2030年)》在指導思想、基本原則、戰略定位與目標以及優先行動計劃等多個部分均指出或強調了生物遺傳資源的獲取與惠益分享，以期指引并促進我國生物多樣性的保護和可持續利用。例如，在2030年戰略目標中，明確提出“利用遺傳資源和DSI(數字序列信息)及其相關傳統知識所產生的惠益得到公正和公平分享”；在“加強生物安全管理與風險防控”部分，提出了推動生物遺傳資源獲取與惠益分享，防范遺傳資源流失風險；在“優先行動19：生物遺傳資源獲取與惠益分享”部分，提出了加強對我國生物遺傳資源采集、保藏、利用等活動的管理和監督，到2030年，生物遺傳資源獲取、利用與惠益分享制度基本確立，生物遺傳資源流失得到基本遏制，特色生物遺傳資源保護和培育不斷加強。雖然有些部分并未明確提及DSI，但生物遺傳資源概念實際已包括了DSI內涵。
DSI在生物多樣性保護領域的應用
DSI是遺傳信息在數字空間中的操作對象實體，具備可控性、特定性和可流通性。DSI數據體量的飛速增長直接引發生命科學領域數據驅動科學發現新研究范式的形成。DSI的應用拓寬了對生命規律認知的邊界，也催生出藥物設計、疫苗研發、基因檢測等眾多新興生物產業。從生物多樣性保護視角來看，對DSI的獲取和應用可為生物遺傳資源的保護與可持續利用以及生物安全管理和風險防控提供新的研究切入點和更多技術選擇。具體來說，DSI在生物多樣性描述識別、生物分類、生境變化監測、入侵物種監測與早期防控、非法貿易追蹤、產品原產地確定及規劃保護管理、受威脅物種風險減緩、作物育種改良、作物遺傳多樣性保持、病蟲害防治、傳粉模式理解等方面都具有重要應用價值。
DSI的匯聚、挖掘、利用以及管理
作為國家重要戰略資源，系統規范DSI的管理和應用具有重要的經濟、社會和生態價值。生物信息中心是匯聚、存儲和管理DSI的關鍵基礎設施和根本依托。以美國、歐洲、日本為首的發達國家依托國家級或區域聯盟生物信息數據中心，陸續建立多個針對DSI匯交、存儲、管理需求的數據庫，其中包括日本DNA數據庫(DDBJ)、歐洲生物信息研究所(EBI)、美國國家生物信息中心(NCBI)。針對DSI數據國際化管理需求，上述數據庫聯合形成了國際核酸序列數據庫聯盟(INSDC)。經過30多年的發展，INSDC已建立起成熟的生物元信息、組學原始測序數據、核酸蛋白質序列等核心數據的匯交、管理與共享機制。美國、歐盟、澳大利亞、印度等多個國家也已根據各自國情制定了相應的DSI管理制度和法律法規體系。我國是INSDC第二大用戶國，也是多個國際組織成員或者國際文書締約方，制定并逐步完善符合我國國情的DSI管理法律法規體系是加強多公約協同履約效能的內在需求。
2017年起，我國陸續發布《科學數據管理辦法》《生物安全法》《數據安全法》等相關法律法規，并成立以基因組、微生物及人口與健康為代表的國家級科學數據中心，以期解決我國在生物資源和數據管理方面所面臨的問題。《數據安全法》為DSI管理制度和法律體系的完善提供了上位法基礎。經過近幾年快速發展，國家生物信息中心——國家基因組科學數據中心(CNCB-NGDC)、國家微生物科學數據中心(NMDC)、國家人口健康科學數據中心(NPHDC)與深圳國家基因庫(CNGB)等數據中心共同努力，已建成可對標國際同類型數據庫，涵蓋原始測序數據和基因序列等多種數據類型的生物數據生態系統，為國內遺傳資源數據的匯交管理和挖掘應用提供基礎性保障和支撐。
需指出的是，雖然我國在遺傳資源數字信息平臺建設方面已經取得重要進展，但依然存在數據存儲分散、共享挖掘利用不充分、數據要素價值科學評估體系尚未形成、惠益分享規則亟待細化等一系列問題。我國應以國際主流數據中心的標準持續提升生物資源數據基礎設施建設，加強DSI相關基礎研究工作，強化跨學科研究，適時制定更科學嚴謹的管理制度體系和法律法規實施細則。通過規范數據分類分級、匯交管理、開放共享、研發應用、安全監管、跨境傳輸、利用監測、惠益分享等方面工作，保障生物資源數據全維度、全周期、全鏈條管理。在遵守國際組織和全球土著數據聯盟所采用的科學數據治理基本原則基礎上，平衡生物資源數據安全管理與開放共享雙向需求，加強以我為主的國際科技合作，建立生物資源數據匯交管理、研發應用、惠益共享的產業體系，推動生物資源數據在全球范圍的互惠互利。
結語
DSI的應用改變了遺傳資源的傳統利用方式，在給生物多樣性保護和可持續利用帶來機遇的同時，也給遺傳資源的獲取與惠益分享帶來挑戰。面向國家在生物多樣性保護、生物資源可持續利用、多公約協同增效等方面的綜合需求，我國監管機構需盡快完善DSI數據管理制度和法律法規體系，建立DSI數據要素應用價值監測評估體系和公平公正國際惠益分享規則。通過提升我國對DSI數據的自主科學管理、安全合規利用和惠益公正分享能力，確保DSI數據要素價值充分釋放，切實維護我國生物資源安全和生物多樣性水平，進而為全球生物多樣性治理貢獻中國智慧和中國方案。
(作者系中國科學院北京基因組研究所〔國家生物信息中心〕副研究員 郝麗麗，中國科學院北京基因組研究所〔國家生物信息中心〕研究員、國家基因組科學數據中心主任 鮑一明)
供稿 | 生態環境部自然生態保護司
編輯 | 宋祥
原標題：專家解讀 | 生物多樣性保護與遺傳資源數字序列信息
