[發明專利]一種基于高通量測序的物種鑒定系統和方法

有效

• 申請號: 202010098248.1
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111554349B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 姜帆;朱水芳;張永江
• 申請（專利權）人: 中國檢驗檢疫科學研究院
• 主分類號: G16B30/00
• 分類號: G16B30/00;C12Q1/70;C12Q1/6895;C12Q1/689;C12Q1/6888;C12Q1/6869
• 代理公司: 北京百歐知識產權代理事務所(普通合伙) 11930
• 代理人: 吳泳歷

1.一種基于高通量測序的跨境物種鑒定系統，其特征在于，包含可遠程訪問的服務器；

所述服務器包含數據預處理模塊和物種鑒定模塊；

所述數據預處理模塊用于根據用戶數據分析啟動指令調取核酸序列數據處理工具對用戶提供的高通量測序數據進行預處理得到經預處理數據，測序數據包括PCR擴增子測序數據和/或siRNA測序數據；

對于來自PCR擴增子的測序數據的預處理，包括

去接頭、剔除低質量序列、嵌合體序列和過短序列，獲得用于后續分析的有效序列的集合；以及對所述有效序列的集合進行歸類操作即OTU聚類分析得到所述經預處理數據，包含代表樣品中所含物種的代表性測序序列；

其中所述PCR擴增子的測序數據是對提取的DNA采用物種分類通用引物分別進行PCR，然后混合所有物種分類通用引物的PCR產物，加測序接頭制作測序文庫，最后經高通量雙端測序而得；

所述物種分類通用引物中含有物種DNA條形碼標簽；所述數據預處理還包含：根據PCR擴增子測序序列中包含的DNA條形碼標簽確定樣本來源以對樣本進行拆分；對于來自siRNA的測序數據的預處理，包括對所述siRNA測序數據進行組裝得到病毒重疊群和類病毒基因組群，得到所述經預處理數據，包含樣品所含病毒類病毒種類的代表性測序數據；

所述物種鑒定模塊被配置為包含真核生物鑒定單元、原核生物鑒定單元、病毒類病毒鑒定單元，并用于：

對經預處理數據進行物種鑒定：將全部所述經預處理數據與物種鑒定模塊中的真核生物鑒定單元、原核生物鑒定單元、病毒類病毒鑒定單元進行匹配，并在不同鑒定單元中將匹配到該單元的若干代表性測序序列與本地存儲或在線關聯的已知物種參考序列數據庫同時進行BLAST比對,?得出物種鑒定結果，并生成用戶可下載的物種鑒定報告；

對于來自PCR擴增子的數據，當經預處理數據中某一序列與物種鑒定數據庫中的一個已知參考序列相似性設定為97%，判定待檢驗檢疫物品中含有該已知參考序列代表的物種；

對于siRNA測序數據，將經預處理數據中的病毒重疊群（contig）與NR庫進行blastn比對，如果blastn相似性大于90%且覆蓋度大于85%，則繼續進行blastx，如果blastx相似性與blastn的相似度差異在10%以內為相似度高，判斷為已知病毒；否則判斷為新病毒，并通過與相似序列進行家族性進化樹構建，識別新病毒；

將經預處理數據中的類病毒基因組群與NR庫進行blastn比對，如果相似性大于90%，則判斷為已知類病毒；否則繼判斷是否存在保守區域，如不存在則判斷為未知病毒，如存在，則判斷為新類病毒，并通過與相似序列家族性進化樹構建，識別新類病毒；真核生物鑒定單元關聯且可以調取以進行BLAST比對的已知物種參考序列數據庫包含BOLD、NT；

原核生物鑒定單元關聯且可以調取以進行BLAST比對的已知物種參考序列數據庫包括BOLD、NT、UNITE、RDP、Sliva或GreenGene；

病毒類病毒鑒定單元關聯且可以調取以進行BLAST比對的已知物種參考序列數據庫包括NT、NR。

2.根據權利要求1所述的跨境物種鑒定系統，其特征在于：所述核酸序列數據處理工具包括無關數據過濾軟件；

用于過濾接頭的CutAdapt軟件；

用于OTU聚類分析的CD-hit,?Uclust、BLAST、mothur、usearch或?prefix/suffix；用于進行病毒類病毒序列組裝的軟件。

3.根據權利要求1或2所述的跨境物種鑒定系統，其特征在于：

還包含用戶數據管理模塊和數據存儲模塊；

所述用戶數據管理模塊用于管理用戶權限、存儲用戶輸入的用戶數據、歷次上傳的測序數據和歷次得出的物種鑒定報告；

所述數據存儲模塊用于存儲所述核酸序列數據處理工具、已知物種參考序列數據庫、以及經物種鑒定模塊得出結論的物種基因序列數據。

4.根據權利要求1或2所述的跨境物種鑒定系統，其特征在于：

還包含至少一臺客戶端，所述客戶端與服務器通過直接連接或網絡連接，可通過客戶端遠程訪問所述服務器，向客戶端上傳測序數據、下載鑒定報告；

所述客戶端選自筆記本電腦、智能手機、平板電腦。