[发明专利]一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法

说明书

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法，本发明根据标记物在目标和非目标宿主中源强特征的差异，并结合通用标记物的浓度分布特征，建立了一种能够有效排除假阳性信号的标记物检测方法，即在采用以宿主特异性生物标记为基础的微生物污染溯源技术进行微生物污染源解析时，以3.00Log₁₀GC/100mL作为参比微生物的检出浓度阈值，由于本发明提出了准确获取真阳性信号时参比标记物应有的浓度范围，可以帮助研究和管理人员有效排除标记物与非目标宿主产生的交叉反应带来的干扰，从而能够精准解析水体中的各类微生物的污染来源。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法。

背景技术

随着我国人口的激增和畜禽养殖规模的不断扩大，粪便污染已成为水质恶化，影响人们用水健康的主要诱因。一方面，粪便中含有的氮、磷等物质进入水环境后，可导致水体的富营养化。另一方面，粪便携带的致病微生物可通过水体进行传播，引起介水性疾病的爆发。因此，如何准确识别水环境中存在的粪便污染并制定有效的污染防治措施，是改善水质质量，保护人们用水健康的关键问题。

粪大肠菌群和大肠埃希氏菌等传统指示菌作为最早开发出的水体粪便污染指示菌，已被世界各国沿用多年。我国的地表水环境质量标准(GB3838-2002)中也包含了与粪大肠菌群检出浓度相对应的水质评价标准。然而，此类传统指示菌广泛存在于各类动物粪便中，仅能用于评价水体中的粪便污染程度，无法识别污染来源，也不能对各污染源的贡献率进行量化分析，从而导致水体微生物污染防治工作停留在“见污治污”的被动治理模式中，进而极大增加了管理和治理的成本。此外，不同动物粪便中含有的致病菌种类也各不相同，对人体的致病菌机理差异显著，若无法准确识别微生物的污染来源，也难以有效评估粪便污染给人类带来的健康风险。

近年来，欧、美等发达国家已针对解析粪便污染源的问题率先开发出以宿主特异性生物标记为基础的微生物污染溯源(Microbial source tracking,MST)技术，其主要思想是针对不同物种肠道微生物中所包含的特异性序列设计出具有“指纹功能”的特异性基因。通过检测该特异性基因在水环境中的赋存特征可以直接识别出水体中的粪便污染来源。同时，对特异性基因的表达量进行定量分析还可以量化各污染源的相对贡献率，为水体粪便污染的针对性治理提供有效的信息。

然而，目前尚未开发出具有绝对特异性的标记物，导致特异性下降的主要原因是标记物与非目标物种形成了交叉反应，产生了假阳性结果。标记物的这一缺陷使得研究人员难以准确识别粪源微生物的污染来源。因此，研究一种能够有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法很有必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法，可以避免因监测过程中产生的假阳性信号而影响源解析结果的准确性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法，即在采用以宿主特异性生物标记为基础的微生物污染溯源技术进行微生物污染源解析时，以3.00Log₁₀GC/100mL作为参比微生物的检出浓度阈值。

优选地，所述参比微生物为大肠埃希氏菌和通用拟杆菌。

本发明基于标记物假阳性信号强度普遍小于其在目标样本中的源强特征这一特性，将以往对标记物进行简单扩增获得源解析结果的方法进行了改进，并以大肠埃希氏菌和通用拟杆菌标记物作为参比，提出了开展源解析工作时各标记物表达量应控制的范围，避免因监测过程中产生的假阳性信号而影响源解析结果的准确性。由于改进后的标记物监测方法可以使得研究人员简单有效的排除假阳性信号的干扰，所以为获取更加准确的污染物宿主来源信息提供了重要帮助。

优选地，上述的一种有效排除假阳性反应的微生物污染源解析方法，包括以下步骤：