扇贝大规模死亡事件中健康与濒死个体肠道病毒组的差异特征及生态意义

本研究通过宏基因组测序首次构建扇贝病毒组数据库(SVD)，揭示其肠道病毒群落的高度多样性与新颖性，发现濒死个体富含氨基酸代谢相关辅助代谢基因(AMGs)，而健康个体以碳水化合物代谢基因为主。研究为滤食性双壳类健康监测提供病毒标记物，对水产养殖病害防控具有重要价值。

　　

实验设计与病毒组特征

研究团队在2022年夏季中国荣成桑沟湾扇贝大规模死亡事件中，采集健康("蓬莱红3号"SGW1L)与濒死野生型(SGW2D)栉孔扇贝(Chlamys farreri)肠道样本，通过Illumina PE150平台完成40G深度测序。经Bowtie2去宿主序列后，利用MEGAHIT组装获得95,169条病毒contig，经CheckV评估筛选出7,447个病毒操作分类单元(vOTUs)，构建首个扇贝病毒组数据库(SVD)。

病毒群落的新颖性与分类特征

VITAP分类显示74.7%为dsDNA真核病毒，20.4%为dsDNA原核病毒。vConTACT2网络分析表明82.3%的病毒簇(VCs)无已知同源物，包括63个Caudoviricetes和4个Naldaviricetes。值得注意的是，Smacoviridae家族CRESS-DNA病毒的复制起始蛋白(Rep)与扇贝基因组存在高度同源性，系统发育树显示其形成独立分支，暗示双壳类可能是该类病毒的新宿主。

健康状态相关的病毒组差异

非度量多维标度(NMDS)分析揭示健康(SGB-L)与濒死组(SGB-D)病毒群落结构显著分离。濒死组中温和噬菌体比例显著升高(P<0.05)，可能通过溶原循环加剧细菌群落紊乱。宏基因组binning获得17个细菌MAGs，其中Vibrionales相关vOTUs在濒死组丰度更高，与CRISPR预测的宿主-病毒互作结果一致。

辅助代谢基因的功能分化

DRAM-v鉴定93个AMGs，濒死组富集氨基酸代谢(如谷氨酸合成酶)和辅因子合成基因，健康组偏好碳水化合物代谢(如果糖激酶)。这种分化反映病毒感染导致的代谢重编程——濒死个体可能通过增强氨基酸代谢补偿能量失衡，而健康个体维持基础能量代谢。

病原相关基因的传播潜力

在SVD中发现50种细菌毒力因子(如Vibrio vulnificus的UDP-N-乙酰葡糖胺焦磷酸化酶)和65种抗生素抗性基因(如万古霉素调控蛋白)。尤为关键的是1,449个II型毒素-抗毒素系统(TA)蛋白的检出，这些元件可通过噬菌体介导的水平基因转移(HGT)增强宿主细菌的致病性和环境适应性。

生态与健康应用价值

该研究揭示扇贝作为海洋病毒"蓄水池"的生态角色，其肠道病毒组可反映宿主健康状况。发现的Smacoviridae特异性标记和AMGs功能谱差异，为开发基于病毒标记的水产病害早期预警系统提供理论基础。未来需进一步探究病毒-宿主互作对双壳类免疫调控的影响机制。