[发明专利]一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群携带的质粒类型的方法

说明书

本发明公开了一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群携带的质粒类型的方法。该方法通过对细菌的若干菌株高通量测序数据进行分析和数据拼接，对其所包含的质粒进行鉴定和分型。本发明可在短时间内对大量细菌测序数据进行分析，获得其中包含的质粒类型、耐药/毒力基因等。本发明可作为传统实验室鉴定生物实验的有益补充，达到快速鉴定质粒的目的。本发明具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于生物信息学，具体涉及一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群携带的质粒类型的方法，尤其涉及通过结合现有目标菌已发现的质粒序列和类型，对该种细菌的所有高通量测序数据进行分析和数据拼接，对其所包含的质粒进行鉴定和分型的方法。

背景技术

质粒是指在细胞的染色体或核区DNA之外、能够自主复制的DNA分子。一种细菌细胞中存在一种或者多种质粒类型。质粒是细菌中重要的功能原件，本身可携带耐药或毒力基因（如对炭疽杆菌毒性起决定性作用的质粒pXO1和pXO2、大肠杆菌中含有的耐四环素基因的质粒）。质粒可在细菌不同菌株间进行转移，在此过程中，可实现细菌中耐药和毒力基因的水平转移，赋予细胞额外的生理代谢能力，提高它的致病力。弄清细菌种群中的质粒类型和数量，对研究细菌耐药和毒力特性、防控细菌感染和进一步传播具有重要作用。

高通量测序技术可以短时间内获得大量细菌基因组数据，这对系统研究细菌种群中质粒类型及其分布提供了条件和挑战。如何从海量细菌基因组高通量测序数据中鉴定细菌种群携带的质粒类型、特性和分布情况，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是鉴定细菌种群携带的质粒类型及耐药基因和/或毒力基因是否位于质粒上。

本发明首先保护一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群携带的质粒类型及耐药基因和/或毒力基因是否位于质粒上的方法，可包括如下步骤：

（c1）分别对细菌的不同菌株的基因组高通量测序数据进行拼接，获得菌株的拼接序列；

（c2）完成步骤（c1）后，分别将不同菌株的拼接序列与质粒数据库进行比对，获得含有质粒复制子的拼接序列；根据质粒复制子获得质粒类型，即细菌种群携带的质粒类型；

（c3）完成步骤（c1）后，分别将不同菌株的拼接序列与耐药基因数据库和/或毒力基因数据库进行比对，获得含有耐药基因和/或毒力基因的拼接序列；

（c4）将质粒复制子的reads覆盖深度除以耐药基因和/或毒力基因的reads覆盖深度，得到reads覆盖深度比；之后进行如下判断：如果reads覆盖深度比在0.90以上且1.10以下，则耐药基因和/或毒力基因在质粒上；否则耐药基因和/或毒力基因不在质粒上；

所述方法用于非疾病的诊断与治疗。

本发明还保护一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群携带的质粒类型的方法，可包括如下步骤：

（a1）分别对细菌的不同菌株的基因组高通量测序数据进行拼接，获得菌株的拼接序列；

（a2）完成步骤（a1）后，分别将不同菌株的拼接序列与质粒数据库进行比对，根据质粒复制子获得质粒类型，即细菌种群携带的质粒类型；

所述方法用于非疾病的诊断与治疗。

本发明还保护一种基于细菌基因组高通量测序数据鉴定细菌种群中耐药基因和/或毒力基因是否位于质粒上的方法，可包括如下步骤：

（b1）分别对细菌的不同菌株的基因组高通量测序数据进行拼接，获得菌株的拼接序列；

（b2）完成步骤（b1）后，分别将不同菌株的拼接序列与质粒数据库进行比对，获得含有质粒复制子的拼接序列；