一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法，该方法基于宏基因组测序分析，通过对测序数据的组装和分箱，得到微生物基因组草图，从中识别出潜在的耐药性致病菌(PARB)，并评价样品中潜在PARB的丰度、多样性和风险等级，对PARB含有ARGs和VFGs的数量及类型进行评估，从而确定环境中潜在的PARB的量及健康风险水平。本发明专利技术方法基于宏基因组测序，能够在基因组层面上识别出潜在的PARB，且呈现出较高的可信度，避免了传统纯培养法耗时且易受培养条件影响的限制，能够广泛应用于水体健康风险评价。

【技术实现步骤摘要】
一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法。
技术介绍
受人类活动的影响，河湖水质逐渐恶化，污染水体对人类带来的健康风险已经引起了越来越多的关注。目前水环境中健康风险评价的一个重要内容是对微生物中病原菌分布的评估。通常用于检测病原菌的方法有纯培养法和基于PCR的分子检测。传统纯培养法耗费时间且易受培养条件的影响，难以应用于大规模生态调查；基于PCR的检测方法则严重受限于扩增目的基因引物的特异性，而很难准确获得病原菌的种类分布。因此，现阶段需要一种新的检测方法用于快速、准确检测环境病原菌的种类及数量。携带毒力因子基因(VFGs)的细菌作为潜在的病原菌能入侵人或动物而使之患病，而随着抗生素的大量使用，抗生素抗性基因(ARGs)通过基因水平转移等方式转移到病原菌中，由这些含有ARGs的病原菌引起的疾病更难以治疗，因此ARGs及VFGs对于评价环境微生物风险是至关重要的。现阶段已有大量研究旨在通过量化环境中的ARG基因评价水环境中病原微生物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)采集水体样品，提取获得样品的宏基因组测序数据，并对原始测序数据raw reads进行质量过滤，得到高质量读段clean reads；/n(2)对每个样品获得的clean reads进行组装，获得重叠群contigs；/n(3)根据contigs的核酸组成和丰度变化模式，对序列进行聚类、分箱，得到微生物基因组草图MAGs，对所有的MAGs根据完整度和污染率进行评估，选择出符合要求的高质量代表性MAGs，对高质量代表性MAGs进行去冗余，获得非冗余MAGs集；/n(4)对所述非冗余MAGs集的所有...

【技术特征摘要】
1.一种基于抗性基因及毒力因子基因评价水体健康风险的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采集水体样品，提取获得样品的宏基因组测序数据，并对原始测序数据rawreads进行质量过滤，得到高质量读段cleanreads；
(2)对每个样品获得的cleanreads进行组装，获得重叠群contigs；
(3)根据contigs的核酸组成和丰度变化模式，对序列进行聚类、分箱，得到微生物基因组草图MAGs，对所有的MAGs根据完整度和污染率进行评估，选择出符合要求的高质量代表性MAGs，对高质量代表性MAGs进行去冗余，获得非冗余MAGs集；
(4)对所述非冗余MAGs集的所有contigs预测开放阅读框ORF，将所有ORF依次与抗生素抗性基因数据库和毒力因子数据库比对，识别出同时含有ARG序列和VFG序列的MAGs即定义为潜在的PARB，并统计这些潜在的PARB携带的ARG和VFG的种类及数量；
(5)样品中属于潜在的PARB的MAGs丰度的计算：使用基于映射的方法获得每个样品中能与非冗余MAGs集中所有MAGs成功比对上的reads的数目占该样品reads总数的百分比，以及非冗余MAGs集中每个MAG在各个样品中的覆盖度，每个样品中每个PARB的丰度根据公式(1)计算：



其中，样品中reads映射的百分比代表一个样品中能与非冗余MAGs集成功比对上的reads的数目占该样品reads总数的百分比，单个PARB覆盖度即一个属于潜在的PARB的MAG在一个样品中的覆盖度，所有MAG...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏耀辉，王巧娟，梁金松，廖恺玲俐，曲久辉，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11