申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2022-08-02

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN115323029B

主分类号：C12Q1/04

分类号：C12Q1/04;C12N1/02;G01N21/25;G06T7/00;G06T7/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2022.11.29#实质审查的生效;2022.11.11#公开

摘要：本发明属于污染研究领域，尤其涉及基于高光谱技术的苯扎溴铵共代谢降解菌的快速筛选方法。本发明鉴于BDAB在近红外光谱区段的吸收特征，对固体培养基中BDAB的浓度进行快速、无损检测。根据固体培养基中，菌落下方BDAB浓度的变化，间接预测微生物对BDAB的降解能力，对BDAB降解菌进行快速筛选。与传统的筛菌方法相比，基于高光谱的检测方法无需将大量菌落逐一转接至液体培养基中培养富集纯化，耗时短、效率高，提高了筛选共代谢降解菌的速度和正确率，也降低了化学试剂的使用，较少环境压力。

主权项：1.基于高光谱技术的苯扎溴铵共代谢降解菌的快速筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，配置不同浓度BDAB的固体培养基模拟样本作为建模样本；所述的建模样本培养基组成如下：7.4gLK2HPO4，3.0gLNaH2PO4，0.50gLNaCl，1.0gLNH4Cl，0.25gLMgSO4·7H2O，0.01gLCaCl2，若干含量的葡萄糖和BDAB；调整固体培养基BDAB含量，使BDAB的浓度梯度为60、100、160、200、240、280、320、360mgL；在每个BDAB浓度下设置5个不同葡萄糖浓度的样本，葡萄糖浓度梯度为100、200、300、400和500mgL；在上述培养基中加入琼脂粉，制成建模样本固体培养基，琼脂粉浓度为20gL；BDAB在经滤膜过滤后再加入到灭菌后的液体培养基中；步骤2，采集步骤1中建模样本的高光谱图像；使用近红外系统，从近红外900-1700nm范围内获取建模样本的高光谱数据；样本采集光谱前需做以下处理：将固体培养基剥离出培养皿后，将其底部紧密贴合于聚四氟乙烯平板上，同时培养基侧面覆盖不透光的黑色绝缘胶带；采集光谱时将载有固体培养基的聚四氟乙烯平板放入光谱仪的载物台上；步骤3，为抑制光谱信息的空间波动对预测模型的影响，建模过程中，通过设置不同感兴趣区域ROI划分方式，提取高光谱图像在每个ROI划分方式下获得的多个光谱样本的平均光谱；步骤4，将得到的光谱样本划分训练集和验证集，对光谱样本的平均光谱进行预处理同时展开特征波长分析并提取特征向量；根据SPXY算法按3:1的比例将样本集分为训练集和验证集；使用三点移动平滑作为预处理方法；步骤5，将全波长和提取到的特征波长所对应的训练集光谱样本分别与BDAB浓度对应，建立固体培养基中BDAB浓度的偏最小二乘PLS预测模型；步骤6，从待测环境中采集菌样，富集培养后涂布于固体培养基，培养得到生长菌落的实际样本，培养结束后，去掉培养基表层的菌落，并采集其高光谱图像，去掉的菌落分别进行保存，等待后续筛选；所述实际样本是指，培养有待筛选的未知菌落、且含有BDAB的固体培养基；所述的实际样本培养基组成如下：7.4gLK2HPO4，3.0gLNaH2PO4，0.50gLNaCl，1.0gLNH4Cl，0.25gLMgSO4·7H2O，0.01gLCaCl2，0.5gLC6H12O6，0.1gLBADB；同样的，培养基中加入琼脂粉，制成固体培养基，琼脂粉浓度为20gL；BDAB在经滤膜过滤后再加入到灭菌后的液体培养基中；从环境中采集、富集、培养菌样后，将菌液按一定比例稀释后涂布于固体培养基，培养得到生长有未知的待筛选菌落的实际固体培养基样本；步骤7，提取菌落作用后的培养基与其附近无菌落作用培养基的光谱，分别作为菌落作用光谱和参照光谱，并用步骤5中的预测模型进行BDAB预测，计算菌落作用区域与其附近无菌落作用区域的BDAB浓度的差值，称为有菌差值；参照光谱的选择方法如下：1选取菌落周边没长菌且形态大小和菌落作用区域类似的区域，记为中间区域，提取该区域的平均光谱，记作中间光谱CS；2提取与中间区域大小形状一致，位于中间区域的前、后、左、右方向的四个区域的平均光谱，各区域光谱标记为前方光谱FS、后方光谱BS、左方光谱LS、右方光谱RS，分别计算FS和BS，LS和RS，以及FS、BS、LS、RS的平均光谱，其中，FS和BS的平均光谱记为FBS，LS和RS的平均光谱记为LRS，FS、BS、LS、RS的平均光谱记为FBLRS；度量FS、BS、LS、RS、FBS、LRS、FBLRS与CS之间的相似程度，与CS的相似度最高的光谱选定为参照光谱，其对应区域为参照区域；步骤8，采集步骤6中所述培养基上无菌落作用区域的光谱及其附近无菌落区域的光谱，分别作为无菌落作用光谱和参照光谱；利用步骤5中的预测模型进行预测，计算无菌落作用区域与其其附近无菌落区域的BDAB的浓度差，作为培养基的空白对照，称为无菌差值；步骤8中的参照光谱的选择方法同步骤7；步骤9，根据步骤7和步骤8中有菌差值和无菌差值的大小，间接推断固体培养基上未知菌落对BDAB是否有降解作用；若步骤7中的有菌差值大于步骤8中的无菌差值，说明该区域对应菌落对BDAB具有降解作用，菌落为BDAB共代谢降解菌；步骤10，筛选步骤6中保存的菌落，根据步骤9中对菌落的判定结果，保留步骤6中为BDAB共代谢降解菌的菌落后将菌落反复分离纯化，得到数种BDAB共代谢降解菌的纯培养物。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 基于高光谱技术的苯扎溴铵共代谢降解菌的快速筛选方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD