饮用水清静一直备受全社会的关注，近些年来越来越多的新手艺被应用到与之相关的研究中。其中，宏基因组(Metagenomics)手艺备受瞩目。宏基因组手艺基于新一代高通量测序 (NGS)来检测特定情形下微生物群落的基因组序列，通过群落微生物的基因组序列信息来描绘微生物的群落结构、优/劣种群，并进一步探讨微生物差异种群的功效，差异种群之间的关系，以及种群与情形之间的关系。

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研究框架

本研究从2020年10月到2021年1月对供水水库举行跨季节取样。研究人yuan在两个取样点-库中（KZ）和取水口(QSK)-划分提取了泥样（S=9）和水样(W=17）两种样本，共获取到26份样本。随后，将这26个样本送wang壹定发生物使用GenoLab M平台举行宏基因组测序和相关剖析。

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水体样本情形因子较量

gai研究对所有水样举行了情形因子检测，包罗水体的温度、pH、含氧量、总磷、总氮、TLI等。检测效果发现：

① 水样的温度漫衍在17.4-26.5之间（21.91?±?2.89）；

② 取水口周围的水富营养化指标（TLI）a高于库中。

a：TLI是水体中常用的指标之一，数值越大代表水体富营养化水平越高，且水质越差。

Table1 水体样本实验室理化性謘hi觳庑Ч

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差异分组样本的组间差异

随后，研究人yuan举行了举行了PCA聚类剖析，发现所有样本可以凭证取样类型（水样和泥样）聚为两组，两组之间差异显著。可是，an照取样点划分，取水口和库中所取样本组之间差异较。琒hannon指数^b的效果进一步验证了这一效果。

b：Shannon指数是用来估算样品中微生物多样性指数之一。常用于反映物种多样性的指数。Shannon值越大，说明物种群落多样性越高。

图1?PCA聚类剖析和shannon指数秠uan

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微生物物种在种水平上的差异

gai研究对物种品貌举行种水平的较量剖析，发现水样和泥样的优势物种并不相同。泥样中优势物种为锥囊藻（Dinobryon?sp_LO226KS）和分歧锥囊藻（Dinobryon divergens）；而水样中优势物种为洋杆菌（Candidatus Fonsibacter ubiquis）和假鱼腥藻（Pseudanabaena yagii）。

图2 基于种水平的样本物种品貌表

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情形因子剖析

研究人yuan在剖析Shannon指数时发现了一个有趣的征象：?Shannon指数的转变趋势与TLI的转变趋势具有显著的一致性。为了探讨影响微生物群落差异物种组成的关jian情形因子是否为TLI，研究人yuan举行了冗余剖析（RDA）。效果批注，温度和TLI可能是影响微生物群落差异物种组成的关jian因子。研究人yuan同时凭证相关性筛选了与情形因子显著相关的Mark物种，为基于物种转变监测TLI等情形因子提供新的偏向。

图3?TLI与香农指数转变趋势

图4 RDA关jian影响情形因子剖析

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藻类毒素基因和抗生素耐药性基因漫衍和潜在泉源

藻类毒素是藻类在生长发育历程中发生的一种对人体有害的毒性物质，会严重影响水质。因此，本研究进一步剖析了水库中藻类毒素基因的泉源和漫衍。效果发现柱孢藻毒素（CYN）相关的基因簇含量最高，其主要泉源于拟柱胞藻（Cylindrospermopsis）、尖头藻?（Raphidiopsis?）和隐球藻?（Aphanocapsa）三个藻类属。前两个藻类也是CYN毒素泉源的潜在物种，而Aphanocapsa被首ci报道可能含有CYN毒素的相关基因簇。

图5?藻类毒素基因泉源剖析

抗生素的普遍使用，导致了细菌的广谱耐药性。这对于人类的康健来说，是一个亟待解决的问题。水库作为一种自然沉积chang所，汇聚了种种泉源的耐药性细菌，是细菌的耐药基因最完善的富集chang所。基于此，本研究对水库中抗生素耐药性基因（ARG）举行了深入挖掘，效果发现多药耐药基因是含量最高的ARG，而泥样中ARG的组成比水样中要重大，这也预示着水库更大的潜在风险。

图6?抗生素耐药基因相关性剖析

基于上述剖析，壹定发得出如下结论：

1、季节转变与采样所在对水库的微生物组成没有显著性的影响，而水体或者水底泥的样本类型对微生物的组成影响较大；

2、TLI和温度可能是影响水体微生物群落组成的关jian情形因子；

3、构建了水库的藻类毒素基因种类数据集，以及主要藻类毒素泉源的关jian物种，并首ci发现了Aphanocapsa可能含有藻类毒素基因；

4、水库中耐多药抗生素耐药基因簇的含量最高，且泥样中抗生素相关性网络越发重大，提醒更高的风险存在。