[发明专利]一种基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法

权利要求书

1.一种基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)以不同种类物料的好氧发酵样品为材料进行16S rRNA扩增子测序，得到不同种类物料的细菌群落；

2)从所述不同种类物料的细菌群落中筛选共性细菌；

3)分别从步骤1)中所述不同种类物料的细菌群落中筛选节点细菌和功能细菌，经差异性分析，得到关键差异细菌；

4)将所述关键差异细菌结合所述共性细菌构建不同种类物料好氧发酵的细菌码；

5)评价所述不同种类物料的好氧发酵样品的腐殖化程度，得到实际腐殖化程度；

6)将大量的所述不同种类物料的好氧发酵样品的细菌码和所述实际腐殖化程度作为样本训练，基于随机森林模型建立并验证得到好氧发酵腐殖化程度预测模型；

7)对待预测样品进行16S rRNA扩增子测序，得到的细菌群落输入所述好氧发酵腐殖化程度预测模型中，得到待预测的样品腐殖化程度结果。

2.根据权利要求1所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤5)中评价所述不同种类物料的好氧发酵样品的腐殖化程度的方法包括采用光谱学技术测定样品中腐殖酸类物质，并计算腐殖化指数和聚合度作为判断实际腐殖化程度的指标。

3.根据权利要求2所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，所述腐殖酸类物质包括胡敏酸和富里酸。

4.根据权利要求2所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，所述腐殖化指数的计算公式如式I所示；

所述聚合度的计算公式如式II所示；

HI＝C_HA/TOC×100％； 式I

DP＝C_HA/C_FA； 式II

其中，HI表示腐殖化指数；

DP表示聚合度；

C_HA表示胡敏酸浓度；

C_FA表示富里酸浓度；

TOC表示总有机碳。

5.根据权利要求1所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤2)中所述共性细菌为不同种类物料进行好氧发酵过程中70％以上样品中都存在的细菌属。

6.根据权利要求1所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤3)中所述节点细菌的筛选方法是通过LEfSe的方法，筛选出不同种类物料进行好氧发酵过程中的生物标记，再通过网络分析得到不同种类物料中节点细菌；

所述节点细菌是指在所述网络分析中，度水平排名前10％的细菌属。

7.根据权利要求1所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤3)中所述功能细菌的筛选方法是采用FAPROTAX数据库对所述细菌群落进行功能预测，挑选出与腐殖酸形成或与关键功能代谢相关的细菌属，即为功能细菌。

8.根据权利要求1所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤3)中所述差异性分析的方法为LEfSe。

9.根据权利要求1～8任意一项所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，步骤1)中所述不同种类物料包括有机固体废弃物。

10.根据权利要求9所述基于细菌群落数据好氧发酵腐殖质化程度预测模型的构建和预测的方法，其特征在于，所述有机固体废弃物包括园林垃圾、禽畜粪便、农作物废弃物和/或污泥。