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与食品相关的微生物群落是食品系统不可或缺的组成部分。它们影响发酵、风味、货架期、病原体行为、抗菌药物耐药性（antimicrobial resistance）和营养转化，将食品质量与公共卫生、食品损失及生物资源的可持续利用联系起来。基于测序的方法通过揭示食品基
与食品相关的微生物群落是食品系统不可或缺的组成部分。它们影响发酵、风味、货架期、病原体行为、抗菌药物耐药性（antimicrobial resistance）和营养转化，将食品质量与公共卫生、食品损失及生物资源的可持续利用联系起来。基于测序的方法通过揭示食品基质中多样的微生物群落、此前未被描述的微生物、菌株水平变异及功能潜力，使这一微生物维度日益可见，并对食品生产、营养和生物技术具有重要意义。FoodMicroDB和curatedFoodMetagenomicData（cFMD）等资源已开始整理这一不断扩展的证据基础。这些资源证明了数据整理和协调分析的价值，但无法完全解决上游引入的异质性。大多数研究仍局限于特定食品和区域，并使用不同的采样方案、元数据结构（metadata structures）和分析流程（analytical pipelines）。因此，该领域必须从可见性迈向协调性，将跨食品、区域、生产系统和供应链的观测联系起来，以产生更广泛、更可靠且可转移的知识。当食品微生物组科学超越多样性编目、转向比较性和功能性问题时，全球协调的必要性尤为明显。哪些微生物特征能够一致地预测水果、肉类、乳制品和水产品中的腐败？哪些群落功能能够区分稳健发酵与工艺失败，以及它们如何被地理、加工、贮藏和处理方式重塑？与食品相关的微生物、基因和代谢物如何促进膳食暴露，而不将瞬时检测等同于稳定定植或直接健康效应？解决这些问题需要的数据集不仅规模大，而且须在共享的方法学和分析框架内生成、整理和解读。这种协调不能依赖单一通用方案，因为食品并非单一生态系统。食品基质在理化性质、宿主DNA、抑制性化合物和微生物生物量方面存在差异，影响微生物回收、DNA提取、代谢物检测和下游解读。因此，有效的标准化必须将共享核心要求与基质适配方法相结合，如针对低生物量食品加工环境的优化采样和提取流程所示。它还必须捕获微生物群落发生的背景，包括食品类别、地理来源、加工历史、贮藏条件和供应链阶段。大规模微生物组计划提供了有益的先例。地球微生物组计划（Earth Microbiome Project）展示了共同标准和开放分析工作流程如何将分布式微生物调查转化为可比较的全球微生物组资源。食品微生物组科学可以借鉴这一模式，但须适应食品区别于其他微生物生态系统的基质多样性、加工历史和供应链动态。现有研究和区域倡议已奠定重要基础；尚待完成的是一个前瞻性的、食品专用的层面，将标准化数据生成与矩阵感知解读和功能验证对齐。食品微生物组计划（Food Microbiome Project，FMP；www.foodmicrobiome.science）被提议作为一个开放倡议，为食品微生物组科学构建共享基础设施。FMP并非简单增加另一个数据资源，而是在现有食品微生物组资源和更广泛协调努力的基础上，支持跨多样食品基质的数据生成、背景化、分析、功能检验和负责任共享的前瞻性协调。其框架整合了共享核心标准与针对特定需求定制的灵活模块，以及协调化的宏基因组工作流程、培养、多组学（multi-omics）和功能验证。通过将微生物组成和功能与食品类别、地理来源、生产背景、加工阶段和应用相关元数据联系起来，FMP力求将分散的食品微生物组观测转化为未来研究和应用的结构化证据（图1A）。在此基础设施内，FMP Atlas被设想为用于组织和比较食品微生物组数据的微生物组聚焦参考层。当前FMP清单提供了初始基线，整合了6,265份新采集食品样本和3,219份整理食品样本与公开可用的宏基因组测序数据，产生跨越六大洲（图1B）和15个主要食品类别（图1C）的9,484份样本。FMP网站提供元数据表、字段定义和公开数据集登录信息，包括发酵状态、加工方法、包装类型、贮藏条件和消费状态等基本背景变量。尽管范围广泛，该清单仍集中于亚洲和欧洲，且在食品类别间分布不均。它并非代表一个完成的目录，而是作为活基线，用于识别地理、食品类别和方法学缺口，并指导未来协调化和标准化采样。为将这一框架转化为协调行动，FMP围绕三个相互关联的优先事项组织。第一，它将建立采样、保存、元数据记录、DNA提取和质量控制的共享核心方案，同时允许根据研究问题、食品基质特性和相关生产或消费背景设置情境特定模块。基质特定方案将经过专家评审、必要时进行基准测试，并作为版本化方案在FMP网站发布。在可行情况下，前瞻性采样将保存凭证材料、等分试样、提取的DNA和具有相关贮藏元数据的可活力微生物分离株。第二，它将通过统一流程生成和整合鸟枪法宏基因组（shotgun metagenomic）数据，用于分类学分析、功能注释、菌株水平分析和基因组重建。第三，它将通过培养、微生物分离株的基因组表征、代谢组学（metabolomics）和实验验证，将微生物模式与生物学功能联系起来。通过将标准化与功能证据联系起来，这些优先事项可以推动该领域从微生物编目走向机制理解、预测和应用。FMP有望帮助食品微生物组研究从零散的发生记录走向可为未来预测、监测和干预提供信息的证据（图1A）。通过将标准化微生物组数据与质量结果、时间序列采样和供应链元数据联系起来，FMP可支持新鲜度下降、发酵轨迹、污染风险和货架期动态的研究。如此，微生物演替可能成为食品质量管理中可解读的信号，而非孤立的描述性观察。FMP还有潜力加强食品安全和One Health监测。食品系统通过农场、水产养殖系统、屠宰场、加工设施、市场和分销网络连接环境、动物和人类微生物生态系统。近期宏基因组证据表明，食品相关耐药组（resistomes）受生产和加工环境塑造，在原材料、最终产品和设施表面均检测到耐药基因。因此，FMP应不仅追踪病原体，还应追踪耐药基因、可移动元件、微生物宿主和加工背景。此类匹配信息有助于区分原材料中存在的微生物特征与加工、贮藏或分销过程中引入或选择的特征。食品微生物组进一步将生产与膳食暴露联系起来。在发酵、贮藏和加工过程中，微生物可改变维生素、抗营养化合物、肽、有机酸和其他代谢物。发酵和最低限度加工食品可能向口腔和肠道生态系统递送活微生物、DNA、细胞组分和微生物代谢物，尽管暴露不应等同于稳定定植或直接健康效应。通过将微生物组成和功能与基质特性、加工历史、代谢物谱和膳食背景联系起来，FMP可为未来饮食相关微生物暴露研究提供上游食品层面背景。最后，FMP可支持微生物生物多样性的保护和负责任开发。传统发酵编码了数代经验知识，且通常包含本地适应群落，但工业标准化可能在此多样性被记录之前偏向更窄范围的商业发酵剂。通过将群落谱与加工实践、代谢物、分离株基因组和功能性状联系起来，FMP可帮助保护微生物遗产，同时实现发酵剂、风味相关途径、生物防腐功能和其他微生物资源的负责任发现。随着地理和基质覆盖扩大，同一资源还可为AI赋能建模和生物技术提供标准化多模态数据。实现这些益处需要开放、公平和持续的全球伙伴关系。许多拥有丰富食品相关微生物多样性的区域由于测序能力有限、基础设施缺口和分析资源获取不平等而代表性不足。FMP由界定参与者角色和责任的合作协议支持，其治理框架应促进透明署名、来源记录、贡献者许可、样本和分离株管理、获取条件以及版本化数据或方案记录。研究人员可贡献样本、数据集、标准、方法和区域专业知识，食品生产者和公共机构可将微生物组数据与生产系统、安全监测和政策需求联系起来。这样的伙伴关系必须支持FMP作为活资源而非固定目录。食品系统随气候、贸易、加工技术、消费者实践和政策而变化，同时新食品类别、新兴危害和代表性不足区域将需要随时间纳入。因此，该项目应将稳定核心标准与针对个别区域特定食品、加工环境、纵向采样和膳食暴露研究的灵活模块相结合。如果FMP要支持基础发现和实践决策，平衡可比性与适应性将至关重要。食品微生物组太过重要，不能仅作为互不关联的案例研究集合。通过协调标准、参考数据和功能验证，FMP提供了通往可比较、可解读和可操作知识的路径。研究人员设想微生物指标补充化学和营养测量，预测模型支持更安全和更可持续的食品系统，微生物生物多样性作为食品创新的共享资源得到保护。实现这一愿景将取决于广泛参与。因此，研究人员邀请研究人员、食品生产者、公共卫生机构、地方食品社区和其他伙伴帮助构建包容且持久的全球食品微生物组科学基础设施。
**研究背景与意义**
食品相关微生物群落在食品系统中发挥着核心作用，影响发酵、风味、货架期、病原体行为、抗菌药物耐药性（antimicrobial resistance）以及营养转化等多个维度，将食品质量与公共卫生、食品损失和生物资源可持续利用紧密关联。基于测序的技术手段使这一微生物维度日益可见，能够揭示食品基质中多样化的微生物群落、此前未被描述的微生物、菌株水平变异及功能潜力。FoodMicroDB和curatedFoodMetagenomicData（cFMD）等资源已开始整理这一不断扩展的证据基础，证明了数据整理和协调分析的价值，但无法完全解决上游引入的异质性。大多数研究仍局限于特定食品和区域，使用不同的采样方案、元数据结构（metadata structures）和分析流程（analytical pipelines），导致数据难以比较和整合。因此，该领域亟需从可见性迈向协调性，将跨食品、区域、生产系统和供应链的观测联系起来，以产生更广泛、更可靠且可转移的知识。当食品微生物组科学超越多样性编目、转向比较性和功能性问题时，全球协调的必要性尤为突出。例如，哪些微生物特征能够一致地预测不同食品的腐败？哪些群落功能区分稳健发酵与工艺失败？与食品相关的微生物、基因和代谢物如何促进膳食暴露而不将瞬时检测等同于稳定定植？解决这些问题需要数据集不仅规模大，而且须在共享的方法学和分析框架内生成、整理和解读。然而，协调不能依赖单一通用方案，因为食品并非单一生态系统，食品基质在理化性质、宿主DNA、抑制性化合物和微生物生物量方面存在差异，影响微生物回收、DNA提取、代谢物检测和下游解读。有效的标准化必须将共享核心要求与基质适配方法相结合，并捕获微生物群落发生的背景信息。大规模微生物组计划如地球微生物组计划（Earth Microbiome Project）提供了有益先例，展示了共同标准和开放分析工作流程如何将分布式微生物调查转化为可比较的全球资源。食品微生物组科学可借鉴此模式，但须适应食品特有的基质多样性、加工历史和供应链动态。在此背景下，研究人员提出食品微生物组计划（Food Microbiome Project，FMP），作为一个开放倡议，为食品微生物组科学构建共享基础设施，推动数据生成、背景化、分析、功能检验和负责任共享的前瞻性协调。该论文发表于《The Innovation》。
**关键技术方法**
FMP围绕三个相互关联的优先事项组织。第一，建立采样、保存、元数据记录、DNA提取和质量控制的共享核心方案，同时允许根据研究问题、食品基质特性和生产或消费背景设置情境特定模块；基质特定方案经专家评审和基准测试后作为版本化方案发布，前瞻性采样保存凭证材料、等分试样、提取DNA和可活力微生物分离株及相关贮藏元数据。第二，通过统一流程生成和整合鸟枪法宏基因组（shotgun metagenomic）数据，用于分类学分析、功能注释、菌株水平分析和基因组重建。第三，通过培养、微生物分离株基因组表征、代谢组学（metabolomics）和实验验证，将微生物模式与生物学功能联系起来。样本队列来源包括6,265份新采集食品样本和3,219份整理食品样本与公开可用宏基因组测序数据，覆盖六大洲和15个主要食品类别。
**研究结果**
**FMP的概念框架与当前基线**：通过构建FMP Atlas作为微生物组聚焦参考层，整合新采集样本和整理样本与公开宏基因组数据，形成9,484份样本的初始基线，覆盖六大洲和15个主要食品类别。FMP网站提供元数据表、字段定义和公开数据集登录信息。尽管范围广泛，清单仍集中于亚洲和欧洲且类别分布不均，作为活基线用于识别地理、食品类别和方法学缺口并指导未来协调化采样。
**从碎片化数据到可操作知识**：通过将标准化微生物组数据与质量结果、时间序列采样和供应链元数据联系，FMP可支持新鲜度下降、发酵轨迹、污染风险和货架期动态研究，使微生物演替成为食品质量管理中可解读的信号。通过追踪病原体、耐药基因、可移动元件、微生物宿主和加工背景，FMP可加强食品安全和One Health监测，区分原材料中存在的微生物特征与加工、贮藏或分销过程中引入或选择的特征。通过连接微生物组成和功能与基质特性、加工历史、代谢物谱和膳食背景，FMP可为饮食相关微生物暴露研究提供上游食品层面背景。通过将群落谱与加工实践、代谢物、分离株基因组和功能性状联系，FMP可帮助保护微生物遗产，同时实现发酵剂、风味相关途径、生物防腐功能和其他微生物资源的负责任发现，并为AI赋能建模和生物技术提供标准化多模态数据。
**开放全球伙伴关系的呼吁**：FMP由界定参与者角色和责任的合作协议支持，治理框架促进透明署名、来源记录、贡献者许可、样本和分离株管理、获取条件以及版本化数据或方案记录。许多拥有丰富食品相关微生物多样性的区域因测序能力有限、基础设施缺口和分析资源获取不平等而代表性不足。FMP须作为活资源而非固定目录，将稳定核心标准与针对个别区域特定食品、加工环境、纵向采样和膳食暴露研究的灵活模块相结合，平衡可比性与适应性。
**讨论与结论**
食品微生物组太过重要，不能仅作为互不关联的案例研究集合。通过协调标准、参考数据和功能验证，FMP提供了通往可比较、可解读和可操作知识的路径。研究人员设想微生物指标补充化学和营养测量，预测模型支持更安全和更可持续的食品系统，微生物生物多样性作为食品创新的共享资源得到保护。实现这一愿景将取决于广泛参与，研究人员邀请研究人员、食品生产者、公共卫生机构、地方食品社区和其他伙伴共同构建包容且持久的全球食品微生物组科学基础设施。该研究的意义在于推动食品微生物组科学从分散的观测记录走向结构化、可比较和可操作的证据体系，为食品安全、公共卫生、可持续食品生产和微生物资源保护提供重要基础支撑。
