图为：美国科学与艺术学院院士、哈佛大学医学院教授施扬在第十六届全球华人生物学家大会上致辞。

新华网杭州7月2日电（记者 朱涵）“中国生物领域的研究在过去的5到10年间有突飞猛进的发展。”美国科学与艺术学院院士、哈佛大学医学院教授施扬在此间召开的第十六届全球华人生物学家大会上表示，中国已在生命科学相关的多个领域做出创新工作。

生命科学是本世纪最受关注的学科之一。国家科技部发布的2016年度中国科学十大进展中，“提出基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法”、“发现精子RNA可作为记忆载体将获得性性状跨代遗传”等5项都来自生命科学领域。

进步得益于经济的快速发展、科技投入的持续增加和优秀人才积累。“国内的科研条件已经与世界一流水平接轨，差距快速缩小美国艺术学院博士，科研人员与海外的交流越来越多，思维方式也越来越国际化。” 美国科学院院士、美国国立卫生研究院教授杨薇说，不少国内的研究机构研究经费充足、实验室环境优良，为研究人员创造了较好条件。

近年来通过国家千人计划和各种引才计划回国的优秀人才则为生命科学领域发展组建起先锋和后备力量。“从跟随到引领是一个过程，已经有越来越多的种子在发芽。”施扬说。

学术领域外，生命科学相关行业也进入迅速发展期。“中国基础药物研发市场发展得很快，10年前业务量占比不到1%，现在已经超过10%。”保诺科技有限公司总经理邓天敬说美国艺术学院博士，专家：中国生命科学领域研究驶入快车道，中国市场正越来越展现出活力和潜力。浙江省多地也在近年建立起千人计划产业园，打造人才和产业高地。“生物制药、健康领域是产业布局的关注重点行业。” 浙江金柯桥科技城管委会主任周树森表示。

图为：生命科学相关行业进入迅速发展期，除科研人员外，多家企业代表参与2017全球华人科学家大会，希望在产学研领域进行深入合作。图为保诺科技总经理邓天敬博士与科研人员进行会谈。

“我国生命科学领域的研究已经步入快车道，但原创性研究还相对薄弱。” 中国科学院院士、中科院上海生命科学研究院院长李林表示，如何在发展轨道上集聚实力，提升开拓性是推进下一轮科学发展的关键。

“要根据各自的特点进行科学研究，从效益最大化解决国家需求QS100名校留学，避免热门领域‘一蜂窝’的现象。鼓励创新，宽容失败。” 中科院生物化学与细胞生物学研究所所长刘小龙教授说。

“中国的临床数据、标本数量大，这是其他国家都很难企及的优势。借此与海外进行互补型的合作将能够产生显著效果。”哈佛大学教授邹力说。

第十六届全球华人生物学家大会于2017年6月29-7月3日在杭州召开，来自国内外1300余名该领域内的科技工作者注册参会。会议由美洲华人生物科学学会和中国生物化学与分子生物学会共同主办。

全球华人生物学家大会大会秘书长、美国洛杉矶希望城国家医学中心教授沈炳辉介绍，会议以“促进科学，改善健康”为主题，设有50个专题，来自北美及国内各高校和科研机构的264位报告人围绕生物学和医学的最新进展进行报告，内容涉及：肿瘤生物学、免疫学、基因调控的基本机制等多个和人类健康相关议题。（完）

美国 博士 教育学，透视美国教育博士学位历史变迁与发展趋势

透视美国教育博士学位

历史变迁与发展趋势

G649.1 ：A 1001-4519(2012)03-0069-06

教育博士( of ，Ed.D.)是一种不同于教育学博士的专业学位。自1920年美国哈佛大学率先设立教育博士专业学位以来，这一学位教育已有近百年的发展历史，在这个过程中，支持和质疑同在，机遇与挑战并存。

一、美国教育博士学位的历史变迁

按照美国教育博士的产生和发展趋势，可将其历史变迁过程划分为三个时期，即萌芽期、上升期和平台期。

1.萌芽期(20世纪初至1920年)

20世纪初的职业训练模式普遍采用学徒制而非正规学习，为了回应人们对这种训练模式的不满，法律、医学和教育等领域开始出现专门职业教育。①这些职业开始寻求可以确定和建立训练方式的方法以期培养出胜任该职业的专家。最早采取的措施就是“将专门职业与现代美国大学联系起来”②，借助高等教育机构的正式学习为职业提供高质量的人才。

教育领域的专业培养与大学之间的联系可以追溯到1879年，当时密歇根大学创建了“文理科教学席位”③。各大学纷纷效仿，到了1890年，美国全国大学和学院里共有31个教育的教授席位。④1893年，明尼苏达大学把教育学设置成为一门研究生课程，随后爱荷华大学和密歇根大学也开始为研究生提供教育方面的课程，同年，哥伦比亚大学教师学院设置了第一个教育学科的哲学博士学位(Ph.D.in )。

而同一时期，哈佛学院院长查尔斯·埃略特倡导大学学习专门化以提高对社会的有用性。他为教师创办了师范课程。但是一些来自历史系、哲学系的教师都否认教育是一门科学，他们认为那些教育原则对于孩子的管理和教育并不充分，而且教师是自然拥有教学天分的，不需要(在教学技能和知识方面)进行专门训练。因此教育的专业化之路从一开始就在反对的声音中寻找生存机会。直到1920年，亨利·霍姆斯注意到了哈佛在教育从业者的职业培训中的作用，成立了哈佛教育研究生院⑤，并创建了教育博士学位，这一学位是为那些有成功教学经历、拥有“生物学、心理学和社会科学的职业知识”、寻求学校系统内更高职位的学生而设的。该项目的学习内容囊括了教育的五个领域以及教育的社会理论、教育史和教育心理学方面的学习。学位论文要求学生实施一项独立的调查美国藤校留学，充分利用现有的知识，并产生“在重要性和价值方面有建设意义的成果”。学位的目的是提供严格的课程学习，强化候选人的知识和技能，更好地为他们成为学校管理者做准备。⑥霍姆斯认为教育博士能够使学院致力于培养那些期望成为学校管理者的有一定年龄的、经验丰富的男性教师，同时他还设想哈佛教育研究生院能够从哈佛文理学院中独立出来，因为这“意味着认同教育是一个专门职业的主张，而且这会吸引更多的研究生前来就读”。⑦他相信教育博士和教育硕士这两种专业学位的意义是深远的，不仅可使教育学从文理学院中分离出来，同时也象征着教育的声望与自治权。然而，霍姆斯的同事们却担心这些新学位会被人们认为没有哲学博士和文科硕士那么有价值，这些忧虑使霍姆斯在教育学院中保留了哲学博士学位。但是校长却秉承哈佛学术分权，认为教育学院不能颁发两种学位，哲学博士学位应由文理学院专门授予，教育研究生院只能授予教育博士学位，这样一来，就从本质上确立了该学位的独立性，使教育博士学位成为哈佛教育学院所颁发的唯一博士学位类型。⑧至此，美国教育博士学位教育拉开了发展的序幕。

2.上升期(1921年至20世纪60年代中期)

继1920年哈佛创建教育博士学位之后，加州大学伯克利分校于1921年、斯坦福大学于1927年、哥伦比亚大学于1934年也纷纷建立起教育学院，实施研究生教育并颁发两种博士学位。在哥伦比亚大学，教育博士项目包括三年的课程学习、笔试、口试以及项目报告。其中，课程学习包括“教育领域的职业人士的共同议题”，最初包括诸如历史、哲学和心理学等方面的基础课程，后来也把“教育管理、指导以及课程和教学”纳入课程体系。最后的论文涉及的研究主题常常包括对课程发展的调查、行政和制度改革等议题，超出了哲学博士的研究主题范围。⑨随着越来越多的大学设置教育博士学位，人们对获得教育博士学位的兴趣持续增加，就读人数也逐年增长。到20世纪40年代后期，教育博士学位与教育专业的哲学博士学位的授予人数相同，并在其后的二十年间仍然继续保持强劲的增长。⑩

值得注意的是，这一时期已经有研究者开始关注教育博士的培养及其与哲学博士之间的差异。1930年，乔治·华盛顿大学的教授沃尔特·门罗对教育学科的博士生培养进行了一次调查美国 博士 教育学，调查对象为当时的6所授予教育博士学位的院校，即波士顿大学、哈佛大学、约翰·霍普金斯大学、南加州大学以及斯坦福大学。调查结果显示，在核心要求方面，最初两种博士学位都有对外语的要求，但是后来教育博士学位不再做此要求。此外，教育博士学位对候选人有职业经验的要求而哲学博士候选人没有。而关于研究的要求方面，两者是相同的，即“对现有的知识进行组织而不是发现新的真理”。(11)

20世纪50年代晚期，美国教师教育学院联合会为了回应人们对两种学位之间的优劣差异的关注，发起了一项研究，调查两种学位的差异。当时美国 博士 教育学，透视美国教育博士学位历史变迁与发展趋势，人们普遍认为哲学博士“是一种学术研究型学位”，而教育博士“是一种从业者的职业学位”。(12)为了验证这种看法，该研究对1956年至1958年间91所院校的教育博士和哲学博士学位获得者们的能力、职业动机和工作满意度进行了调查，发现无论是智力、能力还是在某个职业岗位的成就都没有显著差异。(13)而同一时期的另一项研究通过对入学要求、资格考试、论文等方面的考察，也发现很难对这两种学位做出区分(14)。正如亚瑟·列文所指出的那样，两种学位之间旷日持久的混淆和相似“从一开始就出现了”(15)。

3.平台期(20世纪60年代中期至今)

数据来源： and

图1 美国教育博士与教育专业哲学博士学位授予人数趋势图

这一时期，教育博士的授予数量逐渐下降并趋于稳定，相比之下，哲学博士学位则从20世纪50年代开始得到了稳定发展，从80年代开始超越教育博士，此后一直处于领先地位(如图1所示)。教育博士学位的发展从20世纪60年代中期开始之所以出现下降，一是从20世纪60年代早期开始，科学研究得到了美国联邦政府的更多关注，联邦基金对科学研究的资助也日益增加，这种资助政策制约了专业学位的发展。另一个原因则是因为尽管教育学院的数量在日益增加，但是与医学院和法学院相比，教育学院要树立其专业学院的形象仍然需要继续努力。专业学院的形象往往是通过专业人才的培养来实现的，而教育学院在培养教育博士和哲学博士时，往往区别不甚明显，这进一步增大了教育学科专业化的难度。区分这两种博士学位的主要问题就在于“研究型学位与专业实践型学位相比声望更高”(16)，学位要求的一致性、论文主题的相似性以及选择攻读哲学博士学位或进入教育博士项目不久后就转而攻读哲学博士学位的学生越来越多，这些情况都阻碍了教育博士的进一步发展。

这一时期，研究者们对教育博士与哲学博士之间的区别进行了大量调查研究。如1978年哥伦比亚大学教师学院院长劳伦斯·克雷明对教育学科在专门职业方面的培养进行了研究(17)，在审视哈佛教育博士的课程时，他注意到两点。首先，与哥伦比亚大学教师学院相比，哈佛的“课程设置不够多”；其次，在学位要求上，哈佛的教育博士与哥伦比亚大学教师学院的哲学博士颇为相似。唯一的不同在于哈佛教育博士的学位论文可以有非常宽泛的主题选择。通过查阅两个院校的论文，发现20世纪20年代，这两个学院的学位论文相似度很高。在整个20世纪20年代，哈佛的许多师生都不清楚教育博士的本质，这一学位“尽管声称其目的是专门职业的而非学术的，但是仍然被认为与哲学博士学位殊途同归”(18)。

综上所述，在这一时期，大量的调查和研究都在试图弄清教育博士与哲学博士的区别，因为这关系到教育的专业化之路以及两种博士学位的良性发展。

二、美国教育博士学位的发展趋势分析

进入21世纪，美国教育博士学位的发展出现了诸多问题，这些问题一方面是由于历史原因造成的，如教育博士学位的培养目标定位不明，与哲学博士学位相似度较高；另一方面也是由于教育博士学位自身的质量保障体系不够完善所造成的。因此，改革已经成为当前美国教育博士学位教育的主要趋势。

1.改革的背景：教育博士的培养质量令人担忧

据统计，在美国现有的约25万名教育管理人员中，绝大部分来自全美大约600个高校的研究生授予项目(19)，教育博士学位也是这些教育管理人员所追求的终极学位。进入21世纪以来，美国大学在教育学科领域中授予的哲学博士学位与教育博士学位都随着大学的增多和生源的扩大而有大幅度的增长，值得注意的是，一部分非研究型大学(一类硕士教育层次的学院和大学)也开设了教育博士项目(见表1)。这引发了人们对教育博士的培养质量的担忧。2005年3月，即将离任的哥伦比亚大学教育学院院长亚瑟·列文在对大学校长、教职员工、学校主管、毕业生进行全国范围的调查以及对28个教育学院(系)进行案例研究的基础上，发表了名为《培养学校领导》的研究报告。报告显示，美国一些大学的教育管理博士项目的确存在着严重的问题：(1)不相关的课程：被调查的毕业生中89%认为他们所学的课程与学校领导工作不相干，39%认为课程已经过时。(2)入学标准低：教育领导项目中学生标准测试成绩在所有博士培养项目中是最低的。(3)师资力量薄弱：教育管理博士项目过多使用助理教授，这些助理教授大多缺乏实践性的专业知识，同时，即使是那些全职教授也很少拥有或根本没有作为学校管理者所需的实践经验——教师中仅有6%是校长，2%是教育督导人员。在精英研究型大学中也仅有55%的教授可以被称为高产型学者。(4)实践教学不充分：教育领导项目中的专业管理者素质从“优秀到极差”参差不齐，而且几乎很少有项目建立师生督导关系，大多数全职教授没有起到真正有效的指导作用。(5)拙劣的科研：教育领导项目中的科研活动与教育实践相脱离。实际上，1987年的一次全国会议就建议取消60%的教育管理项目，但是这种呼声不仅没有得到关注，而且在随后的几年里这些项目的数量反而增加了20%。正如列文所批评的那样，一些教育学院把教育领导项目当作“赚钱机器”，“廉价”地兜售证书和学位；而学生感兴趣的也仅仅是给其带来的工资上涨和职位升迁的学位，全然不顾究竟能从中学到多少有用的东西。(20)

2.改革初期行动：探索教育博士学位的培养模式以保障培养质量

2006年，李·舒曼等人再次对教育博士和哲学博士的区别进行了讨论(21)。他们敦促所有教育学院正面博士生教育问题，否则“促进知识的发展和培养高质量的从业人员将成为不可能完成的使命”。他们认为教育博士“名不符实”，对从业人员的训练与对研究者的训练非常相似，以至于目前教育博士被人们界定为“比哲学博士学位要求少、不用全日制学习和住宿”，成为“次哲学博士学位”。作为卡内基教学促进委员会主席，舒曼严厉指出：“我们现在已陷入尴尬境地，我们既没有培养教育博士的那种令人赏识赞美的模式，也没有培养哲学博士的优秀模式，因为我们基本上是在用相同的模式来培养两者，不管培养的是教育博士还是教育学科的哲学博士”。

2007年初，美国卡内基教学促进委员会发起了预计为期三年的重新评估教育博士行动( on the )，其目的不仅是研究教育博士的现状，也是为了通过25所院校的参与，在三年的时间里协力改革，使教育博士学位和哲学博士学位得以区别开来，使教育质量得以提升，以培养高水平的教育从业人员为国家教育体系服务。参与改革的院校正在对其教育博士培养目标和原则进行重新考察并提交报告。

研究者们也针对教育博士与哲学博士的界限不清以及教育博士质量问题进行了深入探究，他们指出，当前许多教育博士学位与哲学博士学位缺乏在教学对象、教学方针、课程设置、评估方式等重要方面的区分。比如很多教育博士专业极大程度地依赖哲学博士的教学大纲和内容，要求学员写与实际工作相去甚远的研究型毕业论文。但由于大多数教育工作者缺乏相关的训练和技能，这些项目又不得不降低对研究论文的标准。明确教育博士的定位是提高其质量和成效的关键，其定位应当参考以下几个方面：(1)学位宗旨在于培养有学者能力的实际工作者，是培养面向第一线的教育管理人员；(2)以提高实际工作效率为教学目的，将治学的重心置于应用性；(3)对应用性的重视不能减弱学位的要求，必须通过严谨的科学训练，培养理论思维和分析、运用实证信息和方法的能力；(4)跳出教育的框架，引进管理学科的理念和模式；(5)明确统一的质量标准，使学位得到广泛的认可。(22)此外，舒曼等研究者们还提出了一个解决方案，即创建一个培养从业人员的最高水平的学位——专业实践博士( ，P.P.D.)。他们认为这个新学位的名字并不是关键的，重要的是它将提供一条加强博士训练和在两种学位之间划清界限的路径。此外，他们还对教育学院院长联席会的建议发出质疑——联席会建议通过审视专业从业人员的评价办法以及思考教育学院如何联合起来共同“改造”教育博士，舒曼等人则主张专业博士的培养应该重视学生的工作经验和他们非全日制学习的情况，应该以一种与哲学博士生学习要求同等严格的方式教会专业博士生应用型研究方法。

三、结语

教育博士学位在美国的发展历史与经验对我国教育博士学位的发展有着重要的借鉴意义。在美国教育博士的百年发展中，争议一直是其主题。而教育博士学位的问题，在于尽管这一学位满足了人们提高社会地位的需要，但是却没有相应地提供公众所期望的像医学、法律和工程领域那样拥有高水平的专业知识和能力。

改革将成为21世纪美国教育博士学位能否继续发展下去的动力。正如詹姆斯·格思里所指出的那样，“在过去，用单一模式来满足研究型和专业型的双重目标的博士教育是可能的，甚至是切合实际的……过去一个人想在研究领域和专业实践领域自如地切换是可能的，而这种做法在今天已行不通了，现代教育研究在研究范式上日渐严密，甚至连20世纪晚期的研究状况都不能与今日相比了。这些研究技能与意义理解需要花费时日去学习，需要在分析和研究中而不是仅仅通过讲座和书本获得；而另一方面，专门职业的技能和理解包括了技术和专业的复杂性，诸如关于人类学习的知识、对课程目标的理解、对现代教育测量方法的熟悉、善于依靠数据进行管理、对组织复杂性的感知、对政策的评估、对预算过程的理解等等方面，这使得成为一个教育领导的要求变得更加复杂，更加专业化和技术化，而不仅仅只依靠科层上、政治上的努力。研究者和专业人士应各司其职，证书互换和角色互换都是不可想象的，更不消说是违法的”，因此，“针对研究和实践两种不同的情况而采取一种单一的培养方式已经不切实际了”。(23)

注释：

① A.,The of the (,DC: of for ,1978),9.

② ,James W.,Ed :A brief for ( and : of Press,1988),82.

③ J.,” :The of an ,” in The of :An ,ed.R.,& E.R.(,NY:State of New York,1989),11-29.

④,G.J.,J.w..Ed ： A brief for ( and : of Press,1988),63.

⑤.G.,The (,MA: Press,1980),20.

⑥ A.,The of the (,DC: of for ,1978),15.

⑦Ibid.

⑧.G.,The (,MA: Press,1980),137.

⑨,L.A.The of the (,D.C.: of for ,1978),16.

⑩Brown, D.,,& ,J..The in I:The (,D.C.: of for ,1960),24.

(11)Frank N., of in in :A of of (Vol.19)(： o f Press,1931),1.

(12)Glenn H.,The in (,D.C.: of for ,1964),22.

(13)Ibid.

(14) Eells, in (,D.C.:The for in ,1963),15.

教育学博士 美国，学术动态丨我院师生参加第三届比较教育学博士研究生论坛

9月14日至15日，由中国教育学会比较教育分会主办，聊城大学、聊城大学教育科学学院承办的第三届比较教育学博士研究生研讨会顺利召开教育学博士 美国，共有来自全国的200多名专家学者和学生参会。浙江大学教育学院吴雪萍教授、段世飞副研究员以及部分博士研究生参加了本次研讨会。

大会合影

教育学院参会师生合影

中国教育学会比较教育分会副理事长、浙江大学教育学院吴雪萍教授在大会主旨报告环节发表了题为《国际视野下的终身学习推进策略》的演讲，系统地论述了终身教育的重要意义及其推进策略。

吴雪萍教授作主旨报告

浙江大学教育学院特聘副研究员、博士生导师段世飞博士担任平行论坛点评人和主持人，对参会博士生的汇报进行点评。

段世飞副研究员在平行论坛中进行点评

我院比较教育学专业博士生卢宇峥在博士生大会报告上作了《一个“例外空间”：迪拜自由区教育对外开放的制度、举措与启示》的汇报，博士生马萧萧、宋宇、马雪梅、钱跳跳在平行论坛分别作了《日本高等教育体系健康与可持续性的多维评估》《现代化·国际化·数字化：哈萨克斯坦高等教育发展的新趋势》《从孤立到共鸣：“为澳大利亚而教”服务型伙伴关系研究——基于行动者网络理论的视角》《美国高等教育数字化政策的演变逻辑与价值取向——基于多源流理论的分析视角》的报告。

博士生卢宇峥作大会报告

我院研究生在平行会议中发言

研讨会期间美国藤校留学，我院师生与学界同仁就如何正确应对数字化转型与人工智能教育、如何推动职业教育发展、如何完善高等教育改革、如何促进教育国际合作等问题进行了深入的交流和讨论教育学博士 美国，学术动态丨我院师生参加第三届比较教育学博士研究生论坛，既开拓了学术视野、激发了研究热情，又展现了我院师生良好的素养风范。

美国微生物博士，深圳研究生院余珂团队发表挖掘微生物“暗物质”的方法学及应用系列研究成果

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地球上生活着800—1000万种微生物。然而，从微生物发现至今的300多年间，人类分离培养的微生物不足两万种，这暗示着未被人类发现或培养的微生物类群占到地球所有微生物类群的99%以上。这些类群主要来自于各种生境的低丰度（低细胞数）物种，它们被类比为微生物“暗物质”。近10年来，高通量测序技术的发展赋予了研究者不依赖于微生物的纯培养，仅通过对环境样品进行直接测序及分析即可获得这些微生物基因组的能力。宏基因组分箱（）方法是实现从测序数据中直接获取微生物基因组最为重要的分析技术之一，其可对微生物“暗物质”及其功能进行资源化，为挖掘未知的微生物功能类群（如肠道疾病治疗、环境修复可用类群等），并解析它们潜在的具有药用或环境价值的生物合成和降解基因簇（如新型抗生素、抗菌肽、可降解塑料等）提供了重要的方法学基础。然而，现阶段从二代和三代宏基因组测序数据中恢复宏基因组组装的基因组（- , MAGs），特别是对于低丰度微生物基因组的恢复效率仍然很低。2024年3月，北京大学深圳研究生院环境与能源学院余珂助理教授研究团队在 （NC）上发表了题为“ from data and of – ” 的研究论文，该研究中开发的软件（ a of ）可对二代和三代宏基因组序列进行高效分箱和优化，并最终实现了对宏基因组测序数据的高效利用，大量获取了低丰度微生物的基因组。这一突破性的研究进展将为深入了解微生物世界的奥秘、挖掘其应用潜力提供重要的方法学基础。

软件运用并整合了多个主流的分箱软件，利用基于深度学习开发的核心序列识别算法找出组装后基因组的核心序列，进行去冗余、去污染、片段找回等一系列基因组优化步骤，可以显著提高MAGs质量和菌株水平的分辨率。此外美国微生物博士，深圳研究生院余珂团队发表挖掘微生物“暗物质”的方法学及应用系列研究成果，还将三代测序的长片段序列应用至上述一系列优化步骤中，大大提高了三代测序数据的利用效率。以标准数据集进行测试的结果表明，可获得较其他同类软件（VAMB[ , 2021]，[ , 2018]，[, 2018]）两倍以上的高质量基因组。更为重要的是，在对盐碱湖表层沉积物的实际样品数据进行解析的结果显示，对低丰度基因组的识别灵敏度较前述三个软件提高了一个数量级，这为人类发掘存在于特定环境中的低丰度物种、利用微生物“暗物质”资源提供了崭新的技术方法。

论文截图

在开发此软件后，余珂团队将技术应用于多种样品，包括垃圾渗滤液处理场、可高效除氮的藻菌共生体、厌氧氨氧化反应体系、中国西北部盐碱湖泊的微生物组的解析之中，这些研究不仅发现了5000余种新型的微生物物种，还解析了细菌与古菌之间、藻类与细菌之间的多种物质交换关系。同时，研究团队也发现了大量的生物合成和降解基因簇。相关研究分别发表在环境科学与工程领域的顶级期刊Water （ index期刊，WR; Wat. Res., 2024, 253:）， & （ index期刊，ES&T; Env. Sci. & Tech., 2024, in press）, （EI; Env. Int., 2024, 185, ），及 and （ESE; Env. Sci. & Eco., 2024, 20, ）之中。这些研究都印证了技术强大的宏基因组分箱能力，将为未来进一步发掘这些体系中的微生物“暗物质”提供技术支撑。

以上研究得到了北京大学深圳研究生院生态环境与资源效率研究实验室倪晋仁院士的大力支持，获得了北京大学信息工程学院田永鸿教授、陈杰副教授、袁粒助理教授在深度学习模型开发上的支持。北京大学深圳研究生院接续研究学者计划——南燕特聘副研究员仇知光博士（NC、ESE），在读博士研究生耿燕妮（ES&T），已毕业博士研究生邓春芳（WR），乔雪姣博士（EI，在站博士后）等为论文的第一作者；张丽娟博士（EI）等为部分论文的共同通讯作者；余珂为以上论文的唯一通讯作者（NC、WR、ESE）或共同通讯作者（ES&T、EI）。相关研究得到了包括国家重点研发计划（项目号：）、国家自然科学基金青年基金项目（项目号：）等项目的资助。

主要作者简介：

仇知光，博士，北京大学深圳研究生院环境与能源学院，接续研究学者计划——南燕特聘副研究员，主要从事环境微生物组研究。主要研究方向包括：1）极端环境微生物的生物地球化学循环途径和进化机制；2）运用人工智能技术和生物信息学方法加速极端环境微生物的生物合成与降解潜力发掘。通过揭示极端环境微生物的功能代谢特点，发展其在生物医药、环境修复和能源转换等多方面的应用潜力。在微生物生态、功能探索、资源挖掘与应用等方面取得一系列成果，发表论文30余篇，其中，以第一或通讯作者在 、 、 & 等国内外相关领域高水平期刊上发表了多篇研究论文。

余珂，助理教授，北京大学深圳研究生院环境与能源学院环境工程、计算机应用技术双学科专业博士生导师。研究方向主要关注于极端环境、环境工程及人体系统的微生物，开发1）痕量遗传物质采集、提取及测序技术；2）基于人工智能技术的多宏组学软件、算法、分析流程及可视化系统；3）以信息学技术为支撑的多组学高精度数据解析和定向富集培养技术；4）耦合合成微生物学和合成生态学的微生物群落改造或强化技术，以此发掘地球演化过程中的罕见或特殊微生物类群及其在特殊生物制剂（制药等）生产、环境修复与改造中的应用潜能。目前已发表论文80余篇，以第一作者或通讯作者的身份在 、、 & 、Water 等微生物组学、环境科学与工程等多个领域的期刊发表了多篇论文，总他引次数3600余次，他引H指数29。

论文背后的故事（paper story-）

来自过往研究的启发。我的研究领域为环境微生物与生物信息学，在我读博士期间有幸见到了现代微生物生态学的创始人之一James 教授，他告诉我一个有趣的类比：我们所做的环境微生物研究类似于天文学研究。在天文学领域，学者们依赖望远镜技术去观测星空，天文学家有越精密的望远镜，他们所看见的星空就越深远。这一比喻带给我非常大的研究启迪，自此，我开始意识到方法学开发对环境微生物研究的重要性。好的方法学工具，是我们获得新科学认识的重要途径，也会助力发现新的、且可能更为罕见的未知微生物。10年前，我从香港大学环境工程专业获得博士学位，随后进入了加州大学伯克利分校，跟随美国工程院院士Lisa -Colin教授进行博士后研究。在此期间，导师Lisa与美国科学院院士 Jill 教授的科研合作间接启发了我后续从事的跨学科研究。Jill是一位杰出的微生物学家，同时也是宏基因组学研究的先驱者之一，为表彰Jill对微生物学的贡献美国top30名校留学，她本人在2023年获得了的荷兰皇家学会每10年才颁发一次的列文虎克奖章（编者注：列文虎克奖( Medal and )，以荷兰显微镜学家“微生物学之父” Van FRS的名字命名，并由 Gabb捐赠，旨在表彰微生物学领域，以及在细菌学、病毒学、真菌学和寄生虫学以及显微镜学方面获得卓越成就的人）。初见Jill，她向我热情地介绍了其构建的可视化系统（），该系统让即使是从未做过宏基因组的新手在几分钟内便可将宏基因组的核心技术-分箱分析完成。Jill以此为乐，在圣诞节时她依然在家里使用系统，寻找她感兴趣的微生物基因组。这一短暂会面让我深深地被Jill对学术研究的热情及其宽广的研究视野所折服。更重要的是，她让我具象化地理解了James 教授提到的研究工具（方法）对前沿探索的重要性。因此，在2016年有幸加入深研院独立工作之后，我开启了自己真正感兴趣的研究领域——以新型宏基因组技术开发驱动微生物“暗物质”的挖掘。

初期构建课题组充满了各种难题与不确定性。我们课题组的研究方向为环境工程、微生物学及信息学三个领域交叉的学科，并将分子生物学、宏基因组学和生物信息学及其相关软件的开发相结合作为课题组整体的研究体系，以此落脚于我热爱的微生物“暗物质”挖掘。以新型方法的开发支撑稀有、具有应用潜力微生物的发掘作为研究主题，具体分解为以下三个部分：1）构建基于分子生物学及AI技术为支撑的生物信息学技术，以期从极端环境中发现稀有微生物；2）通过构建原核操纵子识别技术，从稀有微生物中识别操纵子序列以发掘新型的生物合成或降解基因簇，进而为合成生物学提供功能基因元件及调控元件；3）通过机器人的自动化实验及AI设计模型，实现从多组学数据中识别微生物的富集或纯培养条件，以期对有药用、工业、环保具有价值的微生物实现智能化的富集或纯培养，最终实现微生物“暗物质”的资源化。我们的研究体系可以从海量的未知微生物中发掘更多的资源美国微生物博士，这将在未来推动我持续深耕重要（）、原创（）且优雅（）的研究。2016年至今，课题组前往中国西北部（西藏、青海、新疆、内蒙等）近120个盐碱湖泊的水体、底泥、部分海洋及湖滨带进行样品采集工作，获取了目前为止世界上最全的不同盐碱度环境样品的微生物样品及测序数据。与此同时，我们还利用少量的人力资源开展了宏基因组软件开发研究以及实验室内辅助高效捕获稀有微生物培育的分子生物学技术及其富集培养实验。过去几年的研究积累给我提供了深度学习所需要的数据基础及初步算法开发基础，而坚持对分子生物学技术的开发也弥补了仅有数据和算法的缺陷，这些跨学科研究的坚持让我对AI for 科研新范式、对学术研究创新的助力有了源自自身实践的认同。

目前，课题组的研究体系仅完成了很小一部分，前述研究论文的产出是我们系统性研究的第一个脚印。“前路漫漫亦灿灿，笃行步步亦驱驱”，希望这个论文背后的故事，能让更多想要进入科研领域的学生明白，因兴趣而研究，方能长远。最后，感谢环能学院、深研院一直以来对我学术研究的支持，感恩一路遇到的多位良师益友和一起奋斗前行的伙伴。

极端及特殊环境样品