宏基因组学分析广东红火蚁的病毒组 - 《Frontiers in Microbiology》

文摘   科学   2024-12-05 16:01   广东  


📖重点  

佛山科学技术学院和广州仲恺农学院联合团队于2024年11月8日在《Frontiers in Microbiology》杂志上发表了标题为“Virome of red imported fire ants by metagenomic analysis in Guangdong, southern China”的文章,对广东省红火蚁进行了宏基因组学分析。研究共收集411只红火蚁样品,共发现了17种病毒,包括15种新病毒和2种已知病毒,分属5个科。其中14种具有完整基因组的病毒,3种具有部分基因组的病毒。这些发现为红火蚁的病毒学研究提供了新的信息,并为潜在的生物防治提供了更多选择。

关键词:红火蚁,宏转录组,新病毒鉴定,虫害防治

 🔬研究背景  

红火蚁(RIFA)自大约25年前入侵中国以来,对人类和动物构成了显著威胁,其叮咬可导致烧伤、严重休克甚至死亡。此外,红火蚁还会破坏生物多样性和生态平衡,对农作物、果园和园艺植物的生产造成干扰。病毒作为一种重要的生物防治剂,在控制红火蚁种群方面具有潜力。然而,目前对红火蚁病毒组的了解仍然有限。

 🧪采样方法  

样品采集: 2022年9月,研究者从中国广东省揭阳市和云浮市的村庄中收集了蚁巢土壤样本,并在24小时内将样本运送至实验室存储于-80°C。

样品前处理:将红火蚁从巢土中分离,用95%乙醇清洗,并进行形态学鉴定和16S rRNA基因测序确认物种。用PBS洗涤后均质化,离心后收集上清液进行RNA提取。

样品分组策略:将两个地点的蚂蚁合并为一组,以便更好地鉴定样品中的病毒。

 🖥️分析方法  

提取RNA,去除rRNA后,对RNA进行逆转录,制备文库,使用Illumina平台进行高通量测序。通过FASTP进行接头和质量修剪,Megahit进行de novo 组装,通过diamond BLASTX程序与nr数据库比较。通过SeqMan程序合并确认的病毒序列。进行RT-PCR以填充空白并验证已获得的序列,并通过5′/3′ RACE kits确定目标病毒的基因组末端。使用Bowtie 2进行mapping,查看组装结果。根据病毒的核苷酸(nt)和氨基酸(aa)进行分类,鉴定新病毒种。通过MAFFT确定参考病毒序列的系统发育关系,并使用PhyML基于最大似然方法构建系统发育树。


 🧬研究结果  

1. 共收集432只蚂蚁,其中411只确认为红火蚁。RNA库构建和测序产生了85,900,504对干净reads,其中79,054为病毒reads,组装成95个病毒contigs。

2. 共获得17种病毒的基因组,包括15种未知病毒和2种已知病毒。其中14种具有完整基因组,3种具有部分基因组。

3. 这些病毒分属于5个科:
Polycipiviridae科包含两种病毒:SINV4 GD和GPAV1;
Dicistroviridae科包含三种病毒:SINV1 GD、GDAV2和GDAV3;
Iflaviridae科包含六种病毒:GIAV4-9;
Parvoviridae科包含一种病毒:GPAV10;
未分类科包含五种病毒:GAV11-15。

📝总结讨论

本研究揭示了广东省红火蚁的病毒组,为寻找潜在的生物防治剂提供了新的思路。与之前在美国进行的类似研究相比,本研究发现的红火蚁病毒种类更多,表明不同地区红火蚁的病毒组存在差异。这为控制红火蚁提供了更多选择,并为深入研究红火蚁病毒与宿主之间的关系奠定了基础。

💡文中值得参考的思路

1. 本研究采用了宏转录组测序技术,能够全面地揭示红火蚁的病毒组,并发现新型病毒。

2. 通过系统发育分析,本研究确定了红火蚁病毒的分类和进化关系,为深入了解红火蚁病毒提供了重要信息。

3. 本研究发现了多种新型病毒,为寻找潜在的生物防治剂提供了新的候选对象。

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原文链接
https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1479934

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