宏基因组分析揭示了青藏高原牦牛肠道病毒组的高度多样性 - Nature旗下杂志

文摘   科学   2024-09-23 16:00   广东  


📖重点  

江苏大学、青海省地方病防控所、农科院等联合团队于2024年9月6日在《Communications Biology》杂志上发表了题为“Metagenomic analysis reveals high diversity of gut viromes in yaks (Bos grunniens) from the Qinghai-Tibet Plateau”的文章,利用宏基因组学技术对青藏高原五个不同地区 122 份牦牛粪便样本进行分析,揭示了牦牛肠道病毒组的多样性。研究发现,牦牛肠道病毒组种类繁多,包括与脊椎动物相关的病毒和噬菌体。一些脊椎动物相关病毒,如星状病毒和肠道病毒,在牦牛群体中具有显著的序列相似性。此外,不同地区的牦牛肠道病毒组在功能基因谱方面存在差异。研究还发现病毒-细菌共生网络可能对维持牦牛健康具有重要意义。总的来说,这项研究扩展了我们对牦牛肠道病毒组的认识,并强调了进一步研究病毒与宿主之间相互作用的重要性。

关键词:牦牛,肠道病毒组,细小病毒,星状病毒,小RNA病毒,噬菌体

 🔬研究背景  

青藏高原是地球上生物多样性最丰富的地区之一,拥有众多特有物种。牦牛作为青藏高原的标志性物种,对其肠道微生物生态的研究对于了解青藏高原生态系统的功能具有重要意义。然而,目前对牦牛肠道病毒组的了解仍然有限。

 🧪采样方法  

样品采集: 2021年5月至6月,研究团队在青藏高原五个不同地区收集了122份牦牛新鲜粪便样本。

样品前处理:将粪便样本与DPBS混合,离心后收集上清液,并使用0.45 μm滤器过滤,以富集病毒颗粒。

样品分组策略:将样本根据采集地点分为德钦、甘孜、那曲、山南和海北五个组。

 🖥️分析方法  

使用Illumina进行高通量测序,MEGAHIT进行序列组装,VirSorter2和CheckV进行病毒序列的识别,DIAMOND BLASTx进行分类。使用eggNOG-mapper软件对病毒基因进行功能注释。使用IQ-TREE软件构建系统发育树。使用R软件进行病毒与细菌的共丰度分析。使用PhaGCN2和DeePhage工具进行噬菌体分类和生活方式预测。使用MinCED软件预测细菌中的CRISPR序列,进行病毒-细菌相互作用分析。

 🧬研究结果  

1. 牦牛肠道病毒组多样性:牦牛肠道中鉴定出非常多样化的病毒,包括脊椎动物相关病毒(6种细小病毒parvoviruses、24种星状病毒astroviruses、12种小RNA病毒picornaviruses)和噬菌体。

2. 一些脊椎动物相关病毒,如星状病毒和小核糖核酸病毒,在不同牦牛种群中显示出显著的序列相似性,表明这些病毒可能在牦牛群体中传播。

3. 不同地区的牦牛肠道病毒组功能谱系存在差异,其中甘孜地区的病毒种类最多。

4. 病毒-细菌共生网络在维持牦牛的健康方面具有潜在的意义。

📝总结讨论

该研究揭示了青藏高原牦牛肠道病毒组的丰富多样性和复杂性。有助于我们了解病毒在牦牛肠道生态中的重要作用。为未来研究病毒在青藏高原牦牛肠道生态中的作用提供了重要数据。有助于预测和控制潜在疾病爆发,保护青藏高原动物种群稳定和生态系统健康。未来需要进一步研究病毒与其宿主之间的相互作用,以揭示病毒在牦牛健康和生态系统中的作用。

💡文中值得参考的思路

1. 采用高通量测序和宏基因组学技术对牦牛肠道病毒组进行分析,克服了传统病毒分离培养方法的局限性,能够更全面地了解病毒组的组成和功能。

2. 在青藏高原五个不同地区采集样本,能够更全面地了解不同地区牦牛肠道病毒组的差异。

3. 不仅分析了病毒组的组成和功能,还分析了病毒与细菌之间的相互作用,为深入理解病毒在牦牛肠道生态中的作用提供了重要信息。

4. 发现了未分类病毒,丰富了病毒多样性,并为未来病毒学研究提供了新的资源。


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原文链接
https://www.nature.com/articles/s42003-024-06798-y

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