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绵羊肺炎支原体(Mycoplasma ovipneumoniae，Mo)是导致绵羊、山羊、鹿等反刍动物传染性胸膜肺炎的主要病原。Mo主要通过呼吸道和飞沫进行传播，可导致绵羊间质性肺炎(也称为非典型性肺炎)、支气管炎等多种呼吸道疾病，以慢性非进展性肺炎(Chronic nonprogressive pneumonia,CNP)为其显著特征。Mo感染影响动物生长速率和饲料转化效率，导致母羊产奶量下降，还可引发咳嗽、呼吸困难、流鼻涕、消瘦、贫血等症状，严重时可致死，严重阻碍了羊养殖业的健康可持续发展。
Mo GH3-3 株是我国绵羊支原体肺炎灭活疫苗的制苗株，因此，对其基因组特性的深入了解对于疫苗防控研究至关重要。借助全基因组测序和生物信息学工具，不仅能够全面揭示 Mo GH3-3株的基因组结构和功能，还能识别新的基因和其变异性，进一步阐明其遗传特征与演化过程。近日，《生物技术通报》在线发表了题为《绵羊肺炎支原体 GH3-3 株全基因组测序及生物信息学分析》的研究报告。本研究通过使用三代测序技术和各类生物信息学方法，对绵羊肺炎支原体 GH3-3 株的全基因组进行详细的全基因组测序、基因注释及分析，从而为绵羊肺炎支原体感染的防治提供新的依据与见解。
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测序技术是生物技术领域的核心，用于确定生物体的基因组序列。桑格测序法作为第一代测序技术，无法应对大规模基因组测序的需求，进而促进了高通量测序技术的发展。第二代测序技术通过同时处理大量DNA序列，显著提升了测序效率。然而，该技术在长DNA序列的测定上有限制，催生了第三代测序技术，如PacBio的SMRT和Oxford Nanopore的纳米孔测序平台，提供了更长读长和单分子实时测序的能力。PacBio的SMRT和Oxford Nanopore Technologies纳米孔单分子测序平台是该技术领域的佼佼者。本研究采用了PacBio第三代测序技术对绵羊肺炎支原体GH3-3 株进行了基因组功能注释和生物信息学分析，以深入探究其致病性和耐药性。与第二代测序相比，第三代测序更简便，无需PCR扩增，可实现对数据的实时分析。我们由此获得了一个全长1060 772 bp、GC含量为29.66％的环状基因组。
COG数据库注释到了碳水化合物运输和代谢(Carbohydrate transport and metabolism)、氨基酸运输与代谢(Amino acid transport and metabolism)、核苷酸运输与代谢(Nucleotide transport and metabolism)、辅酶运输与代谢(Coenzyme transport and metabolism)、脂质运输与代谢(Lipid transport and metabolism)的相关基因，初步推测MoGH3-3株可能对氨基酸、核苷酸、碳水化合物等的运输与代谢能力较强。CARD数据库注释出12类耐药基因，这对于新药靶点的开发至关重要。碳水化合物亦称糖类化合物，是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源，但CAZy数据库只注释到了5个碳水化合物酶相关的基因，这可能是导致Mo培养条件苛刻的原因之一。VFDB数据库共注释到了76个与毒力因子有关的基因。张金花曾发现，鞭毛在Mo黏附于气管绒毛和肺泡细胞表面的过程中发挥了重要作用，推测Mo GH3-3株的鞭毛基因(flhF)可能介导其黏附于宿主内部。此外，P97、P102、P216、LPPT也被报道是黏附素相关基因。EF-Tu(tufA)、α-溶血素(hlyB)和溶细胞素(cylB)基因可能是细胞毒素相关基因。这些发现为揭示Mo GH3-3株的致病机制与疫苗研发提供了科学依据。TCDB数据库注释到了63个初级主动运输基因，而在KEGG数据库中注释到了较多的膜运输基因，推测Mo GH3-3株的运输方式可能是主动运输。此外，Mo GH3-3株预测到了34种分泌蛋白。这些蛋白在细菌与宿主的互动中扮演着关键角色。尽管目前关于支原体分泌蛋白的研究相对较少，但已有研究表明，牛支原体的r Mbov P217和r Mbov P703蛋白具有较强的免疫原性，因此，进一步分析绵羊肺炎支原体的分泌蛋白，或可找出新的诊断靶标和疫苗候选蛋白。
本次全基因组测序的结果为Mo GH3-3株的分子功能、耐药性机制和毒力机制提供了详实的理论基础，也为进一步探究耐药基因、毒力基因以及遗传进化信息提供了重要参考。进化树分析为了解绵羊遗传进化和抗原异质性提供依据，为未来诊断靶标和疫苗候选蛋白的筛选奠定了基础。
本研究通过PacBio Sequel II平台进行全基因组测序及注释，获得了绵羊肺炎支原体GH3-3株的全部基因信息。分析结果可知，MoGH3-3株的基因组大小为1 060 772bp，编码基因数量为730个，编码基因总长度为914 379bp。共有串联重复序列149个，微卫星DNA序列102个，CRISPR序列4个，基因岛1个，前噬菌体结构0个，tRNA30个，rRNA3个。基本功能数据库共注释到了719个基因，特定功能数据库共注释到了296个基因。
《生物技术通报》是由中国农业科学院农业信息研究所主办、生物工程技术领域高水平综合性学术期刊，由知名科学家谢旗研究员担任期刊主编。主要报道与农业科学相关的国内外生物技术领域最新基础研究成果，致力于为学术共同体打造学术成果传播和交流的优秀平台。目前是中文核心期刊、中国科技核心期刊，入选CSCD核心库、RCCSE核心，“百种中国杰出学术期刊” “中国精品科技期刊” “中国科技期刊卓越计划”入选期刊。![]()
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