泛基因组分析是揭示原核生物基因组动态变化与遗传多样性的关键手段，对理解微生物生态适应具有重要意义。现有方法普遍难以兼顾精度与效率，且多停留在定性层面，缺乏对基因簇进化特征的定量刻画，难以支撑大规模基因组数据的深入研究。因此，开发兼具高精度、高可扩展性与定量分析能力的新型工具已成为该领域的重要挑战。
近日，中心高性能计算部与中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）合作共同开发出原核生物泛基因组分析综合工具PGAP2。该工具创新性地结合双级区域限制策略与细粒度特征分析机制，构建基因一致性与共线性网络，实现了直系与旁系同源基因的高效精准识别，并引入四个定量参数以刻画基因簇的进化动态。在多组模拟与标准数据集测试中，PGAP2的准确率超过99%，性能显著优于主流工具，可在数分钟内完成上千基因组的分析。利用PGAP2，研究团队构建了2794株猪链球菌的泛基因组图谱，揭示其开放型泛基因组特征，为病原菌遗传多样性与进化研究提供了重要支撑。
该研究成果发表于Nature Communications(中国科学院一区/JCR Q1)。中心博士研究生张凤年为论文共同第一作者，研究员金钟为共同通讯作者。该研究成果得到国家重点研发计划项目、中国科学院战略性先导科技专项及国家自然科学基金项目资助。
PGAP2工作流程图
相关成果：
Congfan Bu , Hao Zhang , Fengnian Zhang , Wenhao Liang , Hao Gao , Jing Zhao , Fangming Lv , Ruikun Xue , Qian Liu , Zhewen Zhang , Zhong Jin , Jingfa Xiao. PGAP2: A Comprehensive Toolkit for Prokaryotic Pan-Genome Analysis Based on Fine-grained Feature Networks.Nature Communications(2025). https://doi.org/10.24433/CO.9288245.v2.
责任编辑：郎杨琴