水环境细菌病原数据库的构建及应用

水环境病原菌对人类和水生动物的健康以及水产品生物安全带来了重大威胁,是公共卫生、水产养殖、食品安全等行业的重点监测对象。然而水环境病原菌数据库建设相对滞后,相关数据库分散在临床医学和水产动物病害等领域,且缺乏信息交流与融合,完整性仅限于各自独立的学科,不能满足区域尺度或生态学视角下,大规模水源性病原鉴定及生物安全评价等高通量监测的需求。因此,本研究通过整理人类介水传染病、水生动物、哺乳动物、植物和跨宿主疾病等7大类细菌病原信息,构建多线程可调度通讯模型和全局序列匹配算法,开发了水环境细菌病原数据库(DPiWE,dayuz.com)。DPiWE收集了14门、27纲、54目、116科、221属、1 097种、9 070株细菌病原的物种分类、16S rRNA基因、宿主(195种)和感染类型(21种)信息。并在Web端实现信息检索、序列比对和注释结果可视化等功能。案例分析显示,DPiWE构建的系统发育网络,清晰地将养殖环境菌株DS10-D19划分为鳆发光杆菌;用DPiWE对海水混养系统细菌高通量测序结果进行注释,揭示3种养殖动物病原分布具有明显差异,患病组水体有传播人体和鱼类共患病病原的风险。DPiWE及配套分析流程可为水环境生物安全高通量评价、渔业生态健康维护和水产动物病害个性化防治提供新的思路和数据基础。