稳定蝇与牛粪源细菌资源库的构建及其在牛乳腺炎传播机制研究中的意义

《Microbiology Resource Announcements》：A bacterial culture collection from stable flies and manure relevant to bovine mastitis

本文报道了从吸血性稳定蝇（Stomoxys）及牛粪中分离的超过1,100株细菌菌株集合，并提供了部分菌株的基因组组装和抗菌药物敏感性数据。该资源库为研究细菌生态学、宿主-载体相互作用及其在牛乳腺炎（Bovine Mastitis）中的潜在作用提供了重要支持，尤其揭示了蝇类在传播环境性乳腺炎病原体和抗生素耐药基因（如ESBL）中的关键角色。

　　

ABSTRACT

研究团队展示了一个从吸血性稳定蝇（Stomoxys flies）和牛粪中分离得到的超过1,100株细菌分离株的集合。对于其中的一个子集，提供了基因组组装和抗菌药物敏感性数据。这一资源支持了关于细菌生态学、宿主-载体相互作用以及其在牛乳腺炎中潜在作用的研究。

ANNOUNCEMENT

稳定蝇属（Stomoxys）是奶牛和其他牲畜常见的吸血害虫。它们长期以来被认为是粪便来源的细菌病原体和抗菌素耐药基因的机械载体。近期，这些蝇类也被指出在乳制品环境中传播引起乳腺炎的细菌，特别是通过它们频繁接触粪便和受污染的表面。尽管存在这些关联，其微生物群的系统发育和功能多样性仍然特征不明。

为了填补这一空白，研究团队提供了一个源自稳定蝇的细菌培养物集合，以及从这些昆虫中分离的细菌的公开可用的基因组草图组装，这些细节在一篇伴随文章中有所描述。这一资源使得能够进行计算和实验研究，探究蝇-细菌相互作用及其对兽医健康的影响，特别是与环境性乳腺炎病原体的生态学和传播相关。

分离株采集自美国威斯康星州两个相互关联的奶牛场的蝇类、粪便和患乳腺炎的奶牛。稳定蝇使用粘性alsynite玻璃纤维陷阱捕获，粪便样本于2021年7月至9月期间从刮粪系统和牛栏中获取。蝇类在PBS-T中清洗，并通过离心从清洗液中回收外源性细菌。内源性细菌则通过用不锈钢珠研磨混合蝇类制备的匀浆中分离得到。野外样本被接种在各种营养琼脂上。来自患乳腺炎奶牛的菌株取自威斯康星兽医诊断实验室保存的档案样本。

该集合包含909株源自蝇类、206株源自粪便和12株源自乳腺炎奶牛的经过分类学鉴定的分离株，包括芽孢杆菌目（Bacillales）、肠杆菌目（Enterobacterales）和假单胞菌目（Pseudomonadales）内的临床相关类群。对于拥有基因组草图的296株分离株，可进行物种水平鉴定。其余分离株通过16S rRNA基因的Sanger测序、表型方法或使用属特异性引物的PCR扩增进行鉴定。

对选择进行全基因组测序的菌株进行DNA提取。送往SeqCoast Genomics的190株分离株的基因组DNA使用Illumina DNA Prep Tagmentation Kit制备，并在NextSeq2000平台上测序。送往UW-Madison Biotechnology Center的106株分离株的DNA使用Celero EZ DNA-Seq Prep Kit制备，并在Illumina NovaSeq6000平台上测序。序列读取修剪分别使用DRAGEN和Trimmomatic进行。基因组草图组装使用SPAdes生成，并使用PROKKA进行注释。在整个工作流程中进行质量控制。

对葡萄球菌科（Staphylococcaceae）和肠杆菌科（Enterobacteriaceae）的分离株使用CLSI纸片扩散法进行抗菌药物敏感性筛选。值得注意的是，该集合包括携带超广谱β-内酰胺酶基因的蝇源大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和肠杆菌属菌株，这些基因赋予了对头孢噻呋的耐药性。这些发现强调了蝇类在乳腺炎相关病原体和耐药决定子环境传播中的潜在作用。

研究团队鼓励科学界利用此集合来研究宿主-微生物相互作用、蝇类传播细菌以及乳腺炎病原体的环境储库。比较基因组分析已经揭示了蝇类和粪便之间共享的菌株和质粒。此外，该集合支持使用野外来源的菌株进行定植和相关研究，这些菌株通常保留了驯化实验室菌株所缺乏的基因型和表型特征，这些特征对于捕捉与乳腺炎生态学相关的自然微生物关联的复杂性至关重要。

ACKNOWLEDGMENTS

作者感谢威斯康星大学麦迪逊分校动物与乳品科学系奶牛群运营部为样本采集提供奶牛设施通道。同时感谢Jordan Petrick和Caroline Haynie在分离和表型分析工作中做出的宝贵贡献。

DATA AVAILABILITY

细菌分离株及相关元数据可向通讯作者索取。已测序分离株的原始Illumina读长和基因组组装可通过NCBI BioProject ID PRJNA1216036公开获取。

REFERENCES

（参考文献列表，此处按原文顺序列出，内容略）