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斯洛文尼亚蓖子硬蜱中发现伯氏疏螺旋体新亚型:全基因组测序揭示首个Mll3亚型及ST-1154序列型
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:The Microbe CS0.7
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本研究首次在斯洛文尼亚沿海地区的蓖子硬蜱(Ixodes ricinus)中分离出伯氏疏螺旋体(Borrelia lusitaniae),通过全基因组测序(WGS)技术鉴定出新型大限制性片段多态性(LRFP)亚型Mll3和MLST序列型ST-1154,并成功重构5个线性质粒(lp17/lp25/lp28-8/lp54/lp56+38)及2个环状质粒(cp26/cp32-11+1)。该研究为莱姆病病原体传播监测提供了关键分子标志物,同时揭示了质粒融合现象对伯氏疏螺旋体进化的潜在影响。
在莱姆病发病率持续攀升的背景下,伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi sensu lato)复合体的生态分布和遗传变异成为公共卫生领域的重要课题。这种由硬蜱传播的病原体展现出显著的宿主适应性:小型哺乳动物偏好型(如B. afzelii)、鸟类适应型(如B. garinii)以及蜥蜴专一型(如B. lusitaniae)。尽管B. lusitaniae此前主要分布于南欧和北非,但近期在克罗地亚和塞尔维亚的爆发暗示其可能正向中欧扩散。然而,斯洛文尼亚作为连接南欧与中欧的生态走廊,此前从未报道过该物种的本地存在,这为病原体传播机制研究留下了关键空白。
斯洛文尼亚研究机构(Slovenian Research and Innovation Agency)的研究团队通过系统性蜱虫采样和病原体分离,首次在该国沿海山区(海拔630米)的蓖子硬蜱中发现B. lusitaniae。研究人员采用杂交测序策略(Illumina短读长+纳米孔长读长),结合Canu、Flye和Hybracter多平台组装,突破了伯氏疏螺旋体质粒高度重复序列的组装难题。
关键技术包括:1)蜱源伯氏疏螺旋体MKP培养基培养;2)MluI-LRFP和MseI-RFLP传统分型;3)杂交测序数据的三阶段抛光(Medaka纠错+polypolish/pypolca/Pilon精细化);4)基于PFam32基因的质粒分类系统;5)TYGS服务器物种验证。
研究结果
Borrelia物种鉴定
通过MseI-RFLP分析确认7-1/23蜱分离株为B. lusitaniae,MluI-LRFP进一步揭示其区别于葡萄牙株PotiB2(Mll2)和PoHL1(Mll1)的新亚型Mll3。
全基因组测序
染色体最终组装长度902,970 bp(GC含量28%),包含808个完整基因。通过比较基因组分析发现,Hybracter组装易丢失低丰度质粒(如lp56+38),而Canu虽能捕获全部7个质粒但存在末端序列缺失,凸显多平台交叉验证的必要性。
质粒分析
成功重构5个线性质粒(lp17/lp25/lp28-8/lp54/lp56+38)和2个环状质粒(cp26/cp32-11+1)。其中cp32-11+1为首次报道的质粒融合体,lp56+38与参考株PotiB2同源序列覆盖度仅50-63%,暗示显著基因组重组。特别值得注意的是,cp26呈现典型二聚体结构,其长度(46,002 bp)为标准单体的两倍。
系统发育与分型
染色体序列聚类证实与葡萄牙株PotiB2近缘。由于uvrA基因新等位型的发现,该菌株被PubMLST数据库收录为ST-1154(生物样本号SAMEA115832218)。
讨论与意义
该研究首次证实B. lusitaniae在斯洛文尼亚的地理扩张,其Mll3亚型和ST-1154序列型为莱姆病病原体监测提供了新的分子标记。质粒lp56+38和cp32-11+1的发现揭示了伯氏疏螺旋体通过质粒重组驱动基因组进化的潜在机制。研究同时揭示,现行组装软件默认参数可能导致质粒序列丢失,建议采用混合组装策略并人工校验端粒基序(TAGTATA7)和回文结构。这些发现不仅丰富了伯氏疏螺旋体生态学认知,也为开发更精准的病原体检测方法奠定基础。论文发表于《The Microbe》,为蜱媒疾病防控提供了重要的基因组学资源。
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