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醫(yī)療污水處理設備實驗流程：

1 材料與方法

　　1.1 樣品采集

　　本實驗樣品取自江蘇某醫(yī)藥化工園區(qū)廢水處理廠, 該廢水廠主要功能是處理園區(qū)各醫(yī)藥化工企業(yè)排放的工業(yè)廢水, 納入廢水廠管網的廢水包括抗生素中間體廢水及nong藥中間體廢水等多種醫(yī)藥化工廢水.該廢水廠日處理量10萬t, 收集的廢水中含β-內酰胺類、氨基糖苷類、大環(huán)內酯類、喹諾酮類和四環(huán)素類等幾大類抗生素生產過程中產生的高濃發(fā)酵廢水、化學合成廢水、其他制劑廢水及混合廢水(清洗水、冷卻循環(huán)水和生活污水等).廢水中含大量殘留的抗生素原材料、副反應產物, 還含有機溶劑二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈、四qing呋喃和二氯甲烷等.廢水廠主要采用厭氧-缺氧-好氧(A2O)工藝.本實驗樣品為活性污泥, 具體取自*混合式好氧生物處理池.取樣時先在池內前中后三段各取約500 mL泥水混合樣品, 以保證樣品具有代表性, 現(xiàn)場混合均勻后, 用無菌50 mL離心管分裝后冰袋低溫冷藏, 當日即進行基因組DNA提取.

　　1.2 基因組DNA提取

　　使用FastDNA® Spin Kit for Soil (MP Biomedicals, CA, USA)試劑盒根據(jù)產品操作手冊提取樣品基因組DNA.采用1%瓊脂凝膠電泳檢測DNA樣品的質量和完整性.用NanoDropTM 2 000分光光度計(Thermo Fisher Scientific, MA, USA)和Qubit® 2.0熒光光譜儀(Thermo Fisher Scientific, MA, USA)檢測DNA的產量和純度.基因組DNA樣品用干冰保藏并立即送往上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進行測序.

醫(yī)療污水處理設備實驗流程：

1.3 ARGs生物信息學分析

　　采用Illumina HiSeq Xten平臺進行PE150雙端測序.首先對原始測序數(shù)據(jù)進行質量控制, 去除堿基數(shù)大于40 bp但是其質量分數(shù)低于38的序列, 去掉歧義核苷酸超過10個的序列, 去掉與adapter序列有15 bp重疊的序列.采用SOAPdenovo軟件組裝clean reads.當選擇zui高的scaffold N50 value來進行進一步分析時, 選擇不同的K-mer值(49、55和59)用于使用于不同的-d1、-M3、-u和-F參數(shù).將得到的scaffold片段在N段打斷, 進而得到scaftig片段.僅僅大于500 bp的scaftig片段被保留以作進一步分析.采用默認參數(shù)的MetaGeneMark軟件從組裝好的scaftig片段來預測開放閱讀框(ORFs), 采用CD-HIT來獲得非冗余基因.采用SOAPaligner軟件將保留的clean read與基因庫進行比對, 以計算匹配的數(shù)目.通過去除含有少于3個mapped reads映射片段的基因類別來獲得unigene.用DIAMOND軟件將unigene與NCBI-NR數(shù)據(jù)庫進行比對, 設置blastp參數(shù)e-value≤1e-5, 并且采用MEGAN軟件LCA算法進行注釋.采用DIAMOND軟件(blastp, evalue ≤ 1e-5)將unigene對應的蛋白序列在KEGG數(shù)據(jù)庫、eggNOG數(shù)據(jù)庫和CAZy數(shù)據(jù)庫中進行比對.利用BLAST軟件(blastp, evalue≤1e-5)將unigene在CARD數(shù)據(jù)庫進行比對, 進行ARGs注釋.采用Cytoscape軟件進行網絡分析, 以研究ARGs與微生物分類的關系.

2 結果與討論

　　2.1 醫(yī)藥化工污水廠中微生物群落結構

　　在該好氧活性污泥樣品中, 經過質量控制后, 共得到reads數(shù)目109 523 076條, 并由此組裝得到55 255個scaftig, 并預測了105 892個unigene.利用DIAMOND軟件將unigene在NCBI-NR數(shù)據(jù)庫中進行比對, 后續(xù)用MEGAN軟件進行注釋, 統(tǒng)計樣本在門水平(表 1)及屬水平(圖 1)上的*個豐度zui大的群落組成.