大黄昏蝙蝠所携带的饮食多样性与RNA病毒多样性之间的联系 - 《Microbiome》

文摘   科学   2024-11-28 16:00   广东  


📖重点  

东北师范大学、吉林农业大学、中国农科院长春兽医研究所的联合团队于2024年10月14日在《Microbiome》杂志上发表了题为“The links between dietary diversity and RNA virus diversity harbored by the great evening bat (Ia io)”的文章,调查了中国西南地区大黄昏蝙蝠夏季和秋季的RNA病毒组,并探究了其饮食多样性与RNA病毒多样性之间的关系。研究发现,大黄昏蝙蝠携带了35个科55个属的RNA病毒,其中昆虫相关病毒在夏季更为丰富,而鸟类相关病毒则在秋季更为常见,这可能与蝙蝠的季节性捕食行为有关。还发现捕食多样性越高,蝙蝠携带的病毒多样性也越高,并且病毒组成与捕食组成相似度越高,潜在新病毒的数目也越多。表明捕食者和猎物之间的动态变化可能为病毒在生物体之间传播提供了频繁的机会。此外还发现,小RNA病毒科的相对丰度随着猎物多样性和体重的增加而增加。

关键词:蝙蝠,饮食多样性,RNA病毒,病毒生态学,小RNA病毒科

 🔬研究背景  

捕食者-猎物互动及其动态变化为病毒在生物间的传播提供了机会,从而影响它们的病毒多样性。然而关于捕食者饮食多样性与病毒多样性之间的联系鲜有研究。特别是以昆虫和鸟类为食的大黄昏蝙蝠,其季节性饮食模式为研究这一联系提供了理想的模型。

 🧪采样方法  

样品采集: 在中国西南的三个地点捕获了130只大黄昏蝙蝠,并收集了它们的粪便、口腔和肛门拭子样本。这些样本在2021年夏季和秋季分别收集,以捕捉季节性变化。

样品前处理:收集的样本被冷冻在液氮中,并在实验室中保存在-80°C直到使用。混合样本经过细胞裂解、过滤和超速离心,去除游离DNA,使DNA酶失活,将无DNA的重悬液离心后将上清液储存在–20°C下,用于后续实验。

样品分组策略:样本按采集地点和季节分组,将同一地点同一季节的样本混合,形成夏季组和秋季组,每组包含来自5到10个不同个体的粪便和拭子样本的混合样本。总共获得了18个混合样本,其中一半在夏季组,另一半在秋季组。

 🖥️分析方法  

病毒宏基因组测序和分析:提取DNA和RNA,使用DNA消化酶消化DNA,剩余的全转录组进行扩增,制备文库,进行测序。使用FastQC进行数据质控,使用Trimmomatic进行修剪获得clean reads。使用Bowtie2去宿主。使用Kraken2对剩余读数的细菌、古细菌和真菌进行快速分类。使用MEGAHIT进行de novo组装。使用BLASTn和DIAMOND将每个备选序列与非冗余nt/nr数据库进行比对,保留 ≥ 500 bp 的重叠群进行注释。基于RdRp使用IQ-TREE构建了系统发育树。

膳食宏基因组测序和分析:对每个个体的粪便样本进行DNA宏条形码测序、序列分析和分类鉴定,以分析蝙蝠的食物组成。

统计分析: 使用Shannon多样性指数、Bray-Curtis距离、NMDS分析等方法,评估病毒多样性、猎物多样性、体重、食物多样性的季节变化、猎物丰度和病毒相对丰度,使用线性模型和Mantel检验分析它们之间的关系。


 🧬研究结果  

1. 病毒组概述: 研究共鉴定出35个科的55个属的RNA病毒,其中昆虫相关病毒丰度较高,其次是哺乳动物相关病毒和鸟类相关病毒。

2. 季节性差异: 病毒多样性和食物多样性在夏季和秋季存在显著差异。夏季,昆虫相关病毒丰度较高;秋季,鸟类相关病毒丰度较高。

3. 病毒多样性与食物多样性: 捕食多样性与病毒种类多样性呈显著正相关,且捕食组成越相似,病毒组成也越相似。

4. 病毒丰度与食物多样性: 昆虫捕食丰度与蝙蝠体内病毒相关病毒丰度呈显著正相关,且捕食多样性和鸟类捕食丰度与肠道病毒科病毒丰度呈显著正相关。

📝总结讨论

本研究结果表明,大黄昏蝙蝠的RNA病毒多样性与其食物多样性密切相关,捕食多样性可能为病毒在物种间的传播提供了机会。捕食者-猎物相互作用在塑造病毒多样性方面发挥着重要作用,值得进一步研究。未来研究方向可以调查猎物多样性和病毒多样性之间关联的潜在生物过程,并确定与病毒从猎物传播到捕食者相关的感染率。

💡文中值得参考的思路

1. DNA宏条形码(metabarcoding)技术是一项传统DNA条形码与高通量测序技术相结合后衍生出的研究方法。该技术可快速、简便、有效地从多物种混合的生物样本中识别、还原其中的生物种类,目前在环境生物学研究中得到广泛运用。

2. 将饮食多样性与病毒多样性直接联系起来,并揭示了季节性变化对这一关系的影响。

3. 揭示了捕食者-捕食者相互作用在塑造病毒多样性方面的重要作用,为理解病毒传播和演化提供了新的视角。

4. 本研究的结果为预测和控制新发传染病提供了重要的参考依据。


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原文链接
https://doi.org/10.1186/s40168-024-01950-6

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