真核生物病毒参考数据库的构建与应用

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wudixuejie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,新发突发传染病,尤其是病毒性传染病频繁暴发,对畜禽养殖与公共卫生构成了严重威胁,对全球安全、社会经济和人类生活构成重大挑战。快速准确地诊断动物与人的新发传染病是及时制定和实施防控措施的前提。由于未知的新型病毒与已知病毒存在着较大的差异,因此传统的病毒检测方法在应对新突发病毒性传染病时存在明显的局限性。随着病毒分子生物学和下一代测序技术的快速发展,基于高通量测序(High-throughput sequencing,HTS)的病毒宏基因组学成为了一种具有广阔应用前景并且适用于快速诊断和大规模筛查病毒性传染病病原的有效手段。因为它不需要任何的先验信息,通过与病毒数据库比对就可以识别出样品中的所有潜在病毒。病毒宏基因组分析高度依赖于测序数据与病毒参考数据库的比对分析。因此具有高代表性、高准确性、具有功能性的高质量病毒参考数据库是诊断可靠性的重要保证。国际上,病毒基因数据库繁多,其中较为常用的有Genbank以及Uni Prot,但是所有这些数据库都存在许多非病毒序列污染,从而影响病毒组分析结果的正确性和准确性,这些污染序列包括宿主序列、实验室材料污染序列(laboratory-component-derived,LCD)以及一些被错误分类的病毒序列。基于这样的数据库所获得的病毒组分析结果通常都有偏差,甚至导致错误诊断,为了确保病毒组诊断技术的准确性和可靠性,本研究下载了Genbank和Uni Prot中所有的病毒序列,通过系统分析与筛查去除了污染序列和非必须的重复序列,从而构建了一个用于真核生物病毒的生物信息分析检测和鉴定的非冗余病毒参考数据库EVRD(Eukaryotic Viral Reference Database)。主要方法与过程是通过宿主与载体序列过滤以及病毒数据库交叉验证等方法对现有病毒序列数据库Gen Bank、Uni Prot进行“净化”,将其中被错误注释为病毒的宿主与载体序列片段以及跨科注释错误的病毒序列进行去除。最终经过详细的筛查和“净化”,从这些病毒数据库中共检测到766条核苷酸和276条氨基酸“问题序列”,本研究将它们称为异源序列HGS(Heterogenous sequence),最长可达6605bp。这些异源序列广泛分布于39个病毒科,其中涉及到多种与公共卫生相关的病毒,如丙型肝炎病毒、克里米亚-刚果出血热病毒和丝状病毒等。它们主要是错误注释为病毒序列的宿主基因序列、载体序列、错误分类的病毒序列以及实验室材料污染的病毒序列。本研究还将来自于实验室材料污染序列(LCD,n=155)、部分来自于质粒载体骨架部分的序列(Vector,n=79)以及一些常见的疫苗毒株序列(Vaccine,n=40)添加到了EVRD病毒数据库中作为警示序列。以此来提示使用者在注释到这些序列信息时,应该谨慎判别其真实来源。为了验证上述构建的EVRD病毒数据库的分析效能和准确性,本研究以该病毒数据库对网上下载的9组人、猪和蝙蝠病毒组SRA数据集分别进行了基于contigs以及reads的病毒组注释。统计9组测序数据中的病毒组概貌并与下载的Genbank/Uni Prot以及病毒参考数据库RVDB/RVDB-prot(Reference Viral Database)的注释结果进行比较评估。最终结果表明EVRD不仅能够应用在病毒组分析中,在与其他2个病毒数据库比较中也颇具优势,即EVRD数据库数据量更小,所以比对耗时更少,并且对真实病毒的识别能力(覆盖率)以及检出数量上也基本相同。不仅如此EVRD病毒数据库在比对时还避免了禽副粘病毒、牛病毒性腹泻病毒等假阳性序列的出现,避免使用者对于结果的错误解读,并且在一组猪的SRA数据集中还识别到了带有“Vaccine”标签的PRRSV疫苗毒株以及野毒株。表明该养殖场检测出的不只是野毒株,而且还有疫苗毒株。为了将该数据库应用于病毒病防控,该病毒数据库已经上线(https://cvri.caas.cn/kxyj/yjfx/bfbd/EVRD/index.htm)。总之,为了推进病毒组技术走向临床,本研究通过去除Genbank/Uni Prot中的异源序列,建立了更加准确可靠的真核生物病毒参考数据库EVRD,该库已经上线并将保持定期更新。EVRD在不漏检病毒的基础上避免了假阳性序列对于结果的干扰和误判,在病毒病诊断、病毒序列的分类聚类、病毒分析和新病毒检测等方面有良好的应用前景。因此,很适合于人和动物病毒病的精准监测与高通量病毒筛查。
其他文献
荷叶离褶伞,又称“鹿茸菇”,味道鲜美,营养丰富,深受国内外消费群体的青睐,是我国新兴工厂化栽培菌种之一。新鲜荷叶离褶伞子实体含水率较高,极易腐败变质。为延长其货架期,常需进行干燥加工处理,但是目前关于荷叶离褶伞干燥加工的研究较少,导致在实际加工生产过程中,数据化和标准化程度不够,一定程度上阻碍了荷叶离褶伞产业的进一步发展。本文以新鲜荷叶离褶伞为研究对象,重点探究了热风干燥(HAD)、热风真空联合干
学位
布鲁菌属、类鼻疽伯克霍尔德菌分别可导致布鲁菌病、类鼻疽两种人畜共患传染病,这两种疾病都具有传播性强和致病率高的特点,对人类的生命安全危害极大,其中布鲁菌病在我国被归类为乙类传染病,美国CDC将其定义为“B类生物恐怖主义药剂”;霍乱弧菌可引起一种病死率较高的人类易感烈性肠道传染病,属甲类传染病;金黄色葡萄球菌则是一种常见的引发院内和社区感染的食源性致病菌,因感染而引发食物中毒事件的报道屡见不鲜。快速
学位
探讨了生物化学和分子生物学在医学院实验室中的重要性及应用前景,着重阐述了生物化学和分子生物学在医学中的应用,如基因工程和基因疗法、蛋白质工程和蛋白质药物开发、分子诊断和分子标记等,还展望了生物化学和分子生物学在个性化医学、精准医疗、新型药物研发等领域的应用前景,并指出未来研究可以在探索更多新技术和新方法的基础上,为推动医学领域的发展作出更大的贡献。
期刊
本试验对不同添加剂发酵笋壳品质及其在湖羊生产中的应用效果进行研究。通过比较分析甲酸、纤维素酶、EM复合菌对笋壳营养成分和发酵品质的影响,筛选出最佳的发酵处理方案。并开展发酵笋壳配制全混合日粮饲喂湖羊效果研究,探究发酵笋壳对湖羊生产性能、肉品质、瘤胃发育、发酵参数及瘤胃微生物的影响。为发酵笋壳高效利用和推广提供理论依据。1.采用小罐青贮的方式开展不同添加剂对笋壳发酵效果的影响研究。试验分为8个组:C
学位
<正>大运河美景:扬州三湾生态公园位于江苏扬州古运河三湾段,以扬州高旻寺和文峰寺为端点,以古运河为轴线,以运河三湾风景区为核心,是古运河扬州段最古老的一段。现为国家水利风景区,世界文化遗产。与瘦西湖相呼应的城市大型生态人文景区,彰显着水工技艺和运河文化。
期刊
近年来,随着水产养殖业高速发展,水产动物疾病的爆发制约着该产业的发展。在防治水产养殖动物细菌性疾病过程中,抗生素类药物的长期使用和不控量滥用所引起的细菌耐药性和药物残留等问题,严重威胁着人类健康。抗菌肽作为抗生素的替代品,具有高效广谱的抑菌杀菌效果及不易产生耐药性的特点,具有广阔的应用前景。本研究以大黄鱼(Larimichthys crocea)macroh2a1基因蛋白质序列为模板,人工合成了抗
学位
粮食安全是国家安全的重要基础,粮食生产绿色发展关乎农业现代化和农业可持续发展目标的实现。本文以陕西省为例,基于国内外相关研究理论,利用遥感影像数据和统计数据,分析了2000-2020年陕西省耕地及主要粮食作物(玉米和小麦)播种的分布情况及时空演变特征;构建了陕西省粮食生产绿色发展评价指标体系,并基于全局熵值法对陕西省及各地级市粮食生产绿色发展水平进行评价分析。主要研究结果如下:(1)陕西省耕地分布
学位
学位
贝类养殖是福建省重要的渔业经济产业,贝类质量安全与百姓健康和海洋经济的发展息息相关。近年来,由于沿海特殊的海湾环境、气候条件,以及人类开发活动的加剧,导致福建近岸海域环境不断恶化,食用贝类造成的中毒事件时有发生。液质联用法将色谱对复杂样品的高分离能力,与质谱具有高选择性、高灵敏度的优点结合起来,在贝类毒素分析方面具有较大的潜力。因此,本研究应用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)建立贝
学位
湖库是人类生存和可持续发展的重要水资源,湖库水环境安全关乎着人类的生活健康和社会的安全生产。近年来,湖库饮用水中锰离子(Mn2+)的季节性超标是供水中一项棘手问题,对人类健康构成较大威胁,因此需要开发一种可行的处理技术以应对供水中此类突发性锰污染现象,来缓解供水压力,保障供水安全。生物炭作为一种价格低廉、环境友好的吸附材料,通过将其改性制备后可在重金属离子的捕集方面表现出优良的性能,在水环境修复领
学位