[發明專利]一種大氣氣溶膠微生物群落組成的分析方法

在審

• 申請號: 202110394632.0
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113077845A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 陳彬;蕫笑菲
• 申請（專利權）人: 中國科學院大氣物理研究所
• 主分類號: G16B40/10
• 分類號: G16B40/10;G16B40/30;G16B25/20;G16B50/10;G16B45/00;C12Q1/6869
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種大氣氣溶膠微生物群落組成的分析方法，包括以下步驟：獲得大氣氣溶膠樣本，提取得到所述大氣氣溶膠樣本中的微生物DNA；以微生物DNA為模板，進行PCR擴增；對擴增產物進行高通量雙端測序，得到雙端測序結果；進行數據剪切過濾處理、序列拼接處理和物種注釋，對群落結構多樣性進行討論與檢驗。(1)本發明通過簡化分析步驟，系統化分析流程，能夠高效快捷地完成整套分析，獲得可靠準確的群落結構特征。(2)本發明針對性地根據大氣環境中的微生物特性，選擇質控方法，匹配合適的數據庫，選用恰當的注釋方法，生成預期圖像結果，大大減少了不同平臺交替切換的繁瑣，將各個步驟緊密銜接，形成系統化的操作過程。

技術領域

本發明屬于微生物群落組成分析技術領域，具體涉及一種大氣氣溶膠微生物群落組成的分析方法。

背景技術

大氣氣溶膠是大氣中存在的各種固態和液態顆粒狀物質的總稱，由各種顆粒狀物質均勻地分散在空氣中，從而構成一個相對穩定的龐大的懸浮體系。大氣氣溶膠的構成十分復雜，是大氣環境中重要的組成部分。其中，含有微生物或生物大分子等生命活性物質的微粒稱之為生物氣溶膠。生物氣溶膠種類很多、粒徑范圍很廣，粒徑大小可以從1nm變化到100μm。生物氣溶膠可以作為冰核和云凝結核,影響云滴和冰晶的形成，從而間接影響全球氣候變化，并對大氣化學和大氣物理過程有著重要的潛在影響。此外，由于生物氣溶膠可以借助空氣介質擴散和傳輸，一定程度上會引發人類的急、慢性疾病。因此，針對大氣氣溶膠中微生物的研究具有重要的科學意義。

現有的微生物群分析技術方法多樣，但普遍具有分析過程繁瑣以及分析結果準確性不高的問題，從而限制了其推廣使用。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種大氣氣溶膠微生物群落組成的分析方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種大氣氣溶膠微生物群落組成的分析方法，包括以下步驟：

步驟1，獲得大氣氣溶膠樣本，提取得到所述大氣氣溶膠樣本中的微生物DNA；

步驟2，采用細菌通用引物515F/806R，以步驟1的所述微生物DNA為模板，進行PCR擴增，得到擴增產物；

步驟3，對所述擴增產物進行高通量雙端測序，得到雙端測序結果；

步驟4，對所述雙端測序結果進行質量過濾，去除非生物核酸序列，包括引物序列和接頭序列，得到質量過濾后的雙端測序結果；所述質量過濾后的雙端測序結果，包括多個雙端測序序列；每個所述雙端測序序列包括成對的正向測序序列和反向測序序列；其中，對于成對的正向測序序列和反向測序序列，通過標記序列進行標記；

步驟5，將雙端測序結果中的所有正向測序序列存入到一個正向序列文件中；

將雙端測序結果中的所有反向測序序列存入到一個反向序列文件中；

步驟6，對于正向序列文件中的每個正向測序序列，均進行數據剪切過濾處理；

其中，數據剪切過濾方法為：

步驟6.1，設置過濾參數，包括序列最小長度a，數據前端剪切掉的堿基數量b；

步驟6.2，對于當前的正向測序序列，表示為正向測序序列seq(L₀)，判斷其前端剪切掉b個堿基后，剩余序列長度是否大于a，如果大于，則執行步驟6.3；否則，執行步驟6.4；

步驟6.3，將正向測序序列seq(L)的前端剪切掉b個堿基，得到過濾后的正向測序序列seq(L₁)；

步驟6.4，不對正向測序序列seq(L₀)進行剪切過濾處理，輸出正向測序序列seq(L₀)；