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龙图腾网获悉宝鸡文理学院申请的专利一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117292751B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310880826.0，技术领域涉及：G16B30/10；该发明授权一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法是由卫泽刚设计研发完成，并于2023-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法。首先构建参考基因组序列的哈希索引，然后提取待比对序列每个k‑mer，通过哈希索引查找其在基因组中的所有位置；将每个匹配的k‑mer看作节点，构建k‑merl‑邻域有向无环图；根据匹配的k‑mer在待比对序列中的位置信息，可以确定节点是否有边相连及方向；再过滤掉孤立节点和规模较小的孤立网络，设计动态打分策略，确定每个节点的前驱节点，从前驱节点中选取最大得分，并记录得分路径；选取最长路径；可将待比对序列和参考基因组分成种子区域和非种子区域；对于非种子区域，采用传统的双序列比对方法得到详细的碱基比对结果，最后与种子区域合并，得到整条序列的比对结果。

本发明授权一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法在权利要求书中公布了：1.一种基于最长路径搜索的三代序列比对方法，其特征在于，包括下述步骤： 步骤1：构建基因组k-mer位置文库 基因组k-mer位置文库指的是存储基因组k-mer子片段位置的哈希表，首先提取基因组序列的所有k-mer子片段，然后采用哈希函数进行k-mer转换，并将k-mer在基因组中的位置存储到哈希表中，具体实现过程为： 1根据k-mer大小Г创建长度为4Г的哈希表，即数组，用来存储相应k-mer在基因组中的位置； 2提取基因组序列的所有k-mer，k-mer是指基因组序列中包含k个碱基的子片段，对于一条长度为L的基因组DNA序列，在k-mer长度为Г的情况下，基因组所有k-mer个数为L-Г+1； 3对基因组序列第一个k-mer进行哈希转换，假设该长度为Г的k-mer表示为：，其在哈希表中的存储地址通过以下哈希函数计算得到： 1 式中4Г-γ是k-mer中第个位置上碱基的权重，是索引函数，定义为： 2 每个k-mer的哈希编码看作是位四进制数的一个转换，通过公式1计算基因组序列每个k-mer哈希值即为该k-mer在位置文库中的索引位置，然后将此k-mer在基因组中的位置存储到该索引下的数组中； 4重复步骤3计算基因组所有k-mer的哈希值并存储其在基因组中的位置，当存储完所有k-mer位置信息后，即为构建的基因组k-mer位置文库； 步骤2：匹配k-mer表示及修正 首先提取待比对序列的所有k-mer；然后根据上一步构建的基因组k-mer位置文库找到待比对序列每个k-mer在基因组中出现的位置；然后对每个匹配的位置信息进行修正，以使反向匹配节点的分布变化趋势与正向匹配节点的变化趋势一致；具体实现步骤如下： 1对于待比对序列r，提取r的所有k-mer，然后通过公式1计算哈希值，即找到该k-mer在基因组中的位置信息，序列r每个k-mer及其在基因组中的位置用一个四元组表示： matchipr,pg,dr,dg3 式中matchipr表示第i个匹配在序列r中的位置，matchipg表示第i个匹配在参考基因组中的位置，matchidr和matchidg分别表示第i个匹配在序列r中和在参考基因组中的方向，1表示正向，0表示反向； 2通过公式3找出序列r每个k-mer的四元组信息后，用以下公式对反向匹配的k-mer位置信息进行修正，将其转换为三元组信息，将反向匹配的k-mer变化趋势与正向匹配的变化趋势一致；使正确匹配的k-mer线性化；修正公式为： 4 根据上式观察到mi与matchi的主要区别是待比对序列中的位置和方向表示；如果matchidr和matchidg方向一致，则mir=‘+’，mipr=matchipr，否则mir=‘-’，mipr=lenr–matchipr，其中lenr表示序列r的长度；mir表示匹配方向一致性，‘+’表示当前k-mer匹配到参考基因组的正链，‘-’表示匹配到反链；最后，修正后的k-mer集合表示为：，其中Nm表示匹配k-mer总个数； 步骤3：构建k-mer有向无环图 假设M中的所有k-mer都用于构建一个有向无权网络，其中每个k-mer作为节点，每对k-mer之间根据其距离判断是否有边相连；对于每个节点vi，vi=mi，计算其l-邻域节点，添加vi指向其邻域节点的连边；对于节点vi，其l-邻域节点定义为满足下面公式的节点集合：vjpr-viprl；参数l表示两个节点之间允许的最大距离，一般情况下l为待比对序列的长度； 步骤4：最长路径选取 对于上述构建的有向图，首先过滤掉少于8个节点的孤立子图，这样避免路径搜索空间；对于剩余的节点，选择包含最多节点数的最长路径作为最佳比对骨架；最长路径选取先给每个节点进行打分，公式为： 5 式中scorevi表示每个节点的得分，previ表示指向vi的节点集合，称为前驱结点；表示从每个节点的前驱节点中选取最大得分，并记录得分路径；考虑到序列中存在的测序错误或结构变异，选择前N个最长且不重叠路径作为最终的比对骨架，所述N的默认值为10； 步骤5：最终比对结果 每个路径包含的节点将待比对序列与参考基因组序列分割成成对的子片段，然后采用传统的双序列比对方法得到子片段的详细比对结果，最终与k-mer合并，得到整条序列的比对结果。

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