[发明专利]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

权利要求书

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raw reads进行质量过滤，得到高质量读段clean reads；

(2)对每个样品获得的clean reads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覆盖度之和代表所有MAGs在一个样品中的覆盖度之和；

(6)单个PARB健康风险率的计算：将步骤(4)得到的每个PARB携带的ARGs的数量、ARGs的类型、VFGs的数量和VFGs的类型数据，利用主成分分析的方法，获得一个主成分，并对该主成分的值进行归一化，归一化后的各个PARB主成分的值即为各个PARB的健康风险率；

(7)水体健康风险的计算：PARB的健康风险率与各个采样点PARB丰度乘积之和即可代表水体健康风险水平。

2.根据权利要求1所述的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，所述步骤(3)中对所有的MAGs根据完整度和污染率进行评估，根据完整度60％、污染率10％选择高质量代表性MAGs。

3.根据权利要求1所述的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，所述步骤(4)中所述抗生素抗性基因数据库使用ARGs_OAP_v2.0，所述毒力因子数据库使用VFDB。

4.根据权利要求1所述的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，所述步骤(4)中所有ORF依次与抗生素抗性基因数据库和毒力因子数据库比对，符合相似度80％、长度top hit的70％的条件即被认为是潜在的ARG序列或VFG序列。

5.根据权利要求1所述的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，所述步骤(6)中利用R语言进行主成分分析和归一化处理。