高通量测序在动物检疫中的应用探析

2019-02-12黄文辉

兽医导刊 2019年12期

黄文辉

（大亚湾经济开发区动物卫生监督所澳头分所，广东惠州 516081）

0 引言

近年来，由于信息技术的迅速发展，动物检疫技术也获得了显著的进步，高通量测序技术由于其通量高、速度快、方式灵活被广泛应用在动物检疫研究工作领域中，并且随着测序读长的增加以及数据处理能力的发展，诞生了许多催生样品宏基因组特有的算法和工具，促进了动物检疫工作的科学性和有效性。

1 高通量测序在动物检疫中的应用现状

分析高通测序技术在动物检疫中的应用现状，首先应明确现有检疫技术的瓶颈，以应用较为普遍的荧光PCR技术为例，其具有快速灵敏、易推广的特点在国家标准动物疫情检疫中得到了较好的应用，在阻碍病原传播中具有重要的应用意义。但是在病毒实验条件难以控制的条件下，由于动物检疫病毒缺乏保守的基因标记，PCR技术难以检验样品中所有的病原信息。

近年来，送检样本的多样性以及动物发病疫情的复杂化，使得实际的动物检疫工作变得更加困难。例如，复杂环境下的禽类尸体、发病炎症的组织样本以及动物粪便疫苗等，现阶段，相关人员对样本的检疫工作已经不仅局限在拭子样本，动物亚型病毒的不确定性极大提高，检验技术水平受到严峻挑战。由于技术的限制使得疫情爆发难以控制，如过去几年爆发的猪高温综合症和新生仔猪腹泻。

针对上述现状问题，在动物检疫中应用高通量测序技术，可提高对病原体信息的掌握力度，进而快速找到问题的解决方案，避免疫情的大范围爆发，虽然一些病原信息的发现和高通测序技术无关，但是宏基因组测序技术可增加对病疫环境以及宿主携带病菌多样性的了解，为动物检疫工作带来应用价值[1]。

2 动物检疫中高通量测序技术的实际应用

2.1 解析病原亚型上的应用

以动物疫情中的甲型流感为例，基于高通量测序技术的全基因组测序方法对了解病毒分子的生物学特征具有重要的应用意义，可以有效了解基因组注释和种群数据分析等内容。传统的检验方法在病毒基因组的应用中仍然依赖Hoffman设计的引物，并适度扩展基因组全长，或者以每个基因的特异引物扩增8个基因片段，以此实现Sanger测试，然后再进行序列的拼接完成对基因病毒组的构建工作，但是，此种方法的检测时间长、劳动力投入成本高，在动物检疫领域中的推广难度较大。

高通量测序技术在检疫样品中的应用，使检验效率得到了较大的提升。最新的高通量测序技术可测得样品中97%的甲型流感病毒的全基因组序列，从而证实了该病毒原为甲型H1N1样本。此后，陆续有学者应用不同的测试方法，对不同类型的A型流感病毒进行分析，进而使得高通量测序技术在解析病原亚型上的应用得以改进和完善。值得注意时，在改进检验方法的过程中，有部分学者没有应用特异性PCR引物进行扩增，直接采用了感染病毒动物肺部的RNA样本进行测序，并综合利用其它对比程序，成功解决了动物病毒分型问题。

2.2 样本基因组注释上的应用

现阶段，样本宏基因组文库中已经注释了较多的新编码基因，例如生物催化剂基因、抗生素基因以及转运蛋白基因等，以活性测定的检验技术为准，其应用原理是通过合适的方法和策略，从基因库中获得所需要的克隆基因。例如，对动物克隆子进行检测时，就可利用在选择培养基上的表型特征进行筛选，因此，该方法具有较高的应用价值，能够实现对少量克隆子的有效分许。

而另一种分析方法是基于异源基因的宿主分析，通过对突变体的反映进行基因观察，实现高通量测序技术在动物检疫中的应用，进而促进该技术在样本基因组注释上的应用。通过功能性筛选的方法可简单高效地辨别出全长基因，由此可获得功能基因的产物，为动物检验领域提供技术参考。

2.3 样本群落进化特征上的应用

近年来，高通量测序技术的应用和创新，开拓了科学研究的视野，通过基因和核酸序列已经实现了对大量动物病原基因的检验，为检疫工作提供了便利条件。而通过对动物蛋白序列和基因功能的检验也为相关人员的研究工作提供了可靠的捷径，尤其在样本群落进化特征的研究中。以某地动物检疫部门的样本群落研究为例，该部门技术人员利用高通量测序技术，对动物病毒的多样性进行了系统分析，进而发现了目标病原体的进化特征。

基因多样性信息的获得为病毒遗传图谱的绘制以及实际的检验工作提供了理论基础，而高通量测序技术也提升了实验技术的准确性，尤其是针对低峰病原体的复杂样本研究，相关技术人员通过对数据的准确分析可有效发现未知病原，防止漏检现象的发生，进而提高了动物检疫工作效率[2]。