朱永官院士实现环境中致病菌毒力基因高通量检测

　　 近日，中科院生态环境研究中心土壤环境科学与技术实验室朱永官院士团队在环境中致病菌毒力基因高通量检测方面取得新进展，相关研究成果以“VFG-Chip: A high-throughput qPCR microarray for profiling virulence factor genes from the environment”为题发表于环境领域主流期刊Environment International上。

　　环境中的致病菌及其迁移扩散会导致一些人畜共患疾病，进而威胁人体健康和生态安全。致病菌所携带的毒力基因（Virulence factor genes, VFGs）是一种具有微生物性质的新型污染物，具有潜在的健康风险与生态风险。然而，由于缺乏高效可靠的量化工具，目前关于环境中致病菌的毒力组研究仍处于起步阶段。

　　为此，团队基于高通量实时定量PCR技术开发了一种致病菌毒力基因芯片（VFG-Chip），可用于环境中致病菌的毒力组研究。VFG芯片针对环境中4种典型人畜致病菌——肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）、鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）、大肠杆菌（Escherichia coli）和肠道沙门氏菌（Salmonella enterica），覆盖了其中参与编码毒素、粘附因子、分泌系统、免疫逃避/入侵和铁摄取等5种主要功能的96个毒力基因，基于SmartChip高通量实时定量PCR平台，可在2小时内一次性检测42个样品的毒力组，且大于91%的引物扩增效率为90%至110%，具有高效、快速、准确等特点。目前，VFG芯片已成功地应用于城市污水处理系统以及土壤等环境样品毒力组的检测（图1）。VFG芯片为量化环境中致病菌毒力组提供了一种高效可靠的高通量检测手段，未来有望在致病菌毒力组特征及其健康风险与生态风险评估等相关研究中发挥重要作用。团队已为VFG芯片及其应用申请了发明ZL。

图1 VFG芯片的设计、验证与应用

　　中科院生态环境研究中心博士研究生谢舒婷和丁龙君副研究员为论文共同第一作者，朱永官院士为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重大项目、中国科学院战略性先导科技专项A、国家重点研发计划和中国科学院青年创新促进会的资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.107761