深海环境病原体数据库研究项目

1. 课题目标

1.1 建立数据库

• 建立深海环境病原体毒力特征数据库1个；
• 建立深海环境病原体宿主互作数据库1个；
• 形成深海环境毒力致病风险评估报告1份。

1.2 学术成果

• 发表SCI论文2-3篇；
• 培养研究生2-3名。

2. 研究内容

2.1 样本收集和预处理

• 收集公共数据库SRA样本2772例，952Gb；
• 海洋样本全基因组草图数据957例，2.3Gb；
• 实验室宏基因组测序样本10例，257Gb。

2.2 深海环境病原体毒力特征数据库构建

2.2.1 基因组基本情况

• 大多数海洋细菌的基因组大小为2Mb至6Mb，GC含量为30%至70%；
• 基因组数量与基因组大小呈正相关，大多含有3000-5000个基因。

2.2.2 毒力因子注释

• 利用BLAST工具将数据集序列与毒力基因数据库比对，寻找同源序列并进行序列相似性分析；
• 保留相似性在85%以上比对结果，使用ggplot进行热土绘制，得到毒力因子注释结果。

2.2.3 数据库图形界面开发

• 基于上述收集数据，基于Python进行图形界面开发；
• 数据库包含3702个毒力因子，并包含相关2772例SRA数据、957例全基因组数据、10例宏基因组数据等，总数据量1274Gb。

2.3 深海环境病原体宿主互作数据库构建

2.3.1 宿主互作数据库概述

• 利用人基因组数据用于互作位点分析；
• 构建深海环境病原体与宿主之间的互作关系数据库。

2.3.2 数据库构建流程

• 对获取的数据进行清洗和去重处理，去除相同序列；
• 使用标准化处理，确保基因组序列中的名称字段结构和数据格式一致；
• 对宏基因组样本进行过滤和组装，获取基因组草图；
• 使用CheckM软件进行基因组质量评估，并去除低质量基因组。

2.4 毒力致病风险评估报告

2.4.1 报告概述

• 形成深海环境毒力致病风险评估报告1份；
• 分析深海环境病原体的毒力特征和宿主互作情况，评估其对人类健康的潜在风险。

2.4.2 评估方法

• 基于基因组序列分析，识别毒力因子；
• 利用毒力因子注释结果，分析其与宿主互作情况；
• 结合深海环境特点，评估病原体的毒力致病风险。

3. 研究意义

3.1 科学价值

• 填补深海环境病原体毒力特征和宿主互作研究的空白；
• 提高对深海环境病原体的认识，为深海资源开发和环境保护提供科学依据。

3.2 实际应用

• 为深海生物医学研究提供重要数据资源；
• 有助于预防深海环境病原体引起的疾病，保障人类健康。

3.3 社会影响

• 提升我国在深海生物医学领域的国际地位；
• 促进深海生物资源开发和海洋环境保护事业的发展。