青藏高原草食性野生动物细小病毒暗物质组的病毒宏基因组学解析

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:BMC Microbiology 4.2

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  为解决青藏高原草食性野生动物携带未知细小病毒(Parvoviridae)的生态风险问题,研究人员通过病毒宏基因组技术分析741份粪便样本,鉴定出32种细小病毒(含13种Parvovirinae亚科病毒、5种Densovirinae亚科病毒及5种Hamaparvovirinae亚科病毒),其中9种为未分类新病毒。该研究首次系统揭示高原野生动物细小病毒暗物质(viral dark matter)多样性,为跨物种传播风险评估提供重要科学依据。

  

在被誉为"世界屋脊"的青藏高原,独特的极端环境孕育了特殊的生态系统,其中草食性野生动物作为关键物种维持着生态平衡。然而,随着气候变化和人类活动加剧,野生动物与家畜、人类的接触频率显著增加,这为病原体跨物种传播埋下隐患。细小病毒(Parvoviridae)作为最小的DNA病毒,具有极强的环境抗性和广泛的宿主范围,其变异株可能突破物种屏障引发疫情。但迄今为止,科学界对高原野生动物携带的细小病毒多样性认知仍存在巨大空白——这些未被探索的"病毒暗物质"(viral dark matter)可能隐藏着潜在的健康威胁。

为揭开这一谜团,江苏大学与青海省地方病预防控制研究所联合团队在《BMC Microbiology》发表了一项开创性研究。研究人员采集了高原6种草食性野生动物(岩羊、鹅喉羚、藏原羚、白唇鹿、野牦牛和盘羊)的741份粪便样本,通过病毒宏基因组测序技术(viral metagenomics)结合新一代测序(NGS),系统解析了细小病毒的组成特征。研究采用DNase/RNase消化去除宿主核酸、0.45 μm过滤富集病毒颗粒,通过Bowtie2去宿主序列、MEGAHIT组装contig,最终利用NS1蛋白序列进行系统发育分析。

病毒组整体特征

研究获得2,772,415,048条原始reads,其中44,465,235条为病毒相关。物种累积曲线显示样本量足以覆盖病毒多样性(图1b)。病毒组以DNA病毒为主(52.40%),Parvoviridae在盘羊中丰度最高(图2d)。

新型病毒发现

研究鉴定出32个细小病毒contig,包括:

  1. 1.

    Densovirinae亚科:5个新病毒,NS1蛋白相似性<53%,其中Bha12par01与牛虻病毒(Haematobia irritans densovirus)仅45.35%同源性(图3)。

  2. 2.

    Hamaparvovirinae亚科:5个Chaphamaparvovirus属病毒,与美国绵羊病毒(QXO96491)聚为一支(图4)。

  3. 3.

    Parvovirinae亚科:13个病毒分属Bocaparvovirus(如Arg148par01与鹿病毒相似性72.96%)、Dependoparvovirus和Protoparvovirus(图5)。

  4. 4.

    未分类病毒:9个病毒形成独立进化支,如Bha9par01与蝙蝠病毒(DBA50301)相似性56.96%(图6)。

跨物种传播线索

Arg148par01在11个岩羊库中检测到高度相似序列(96.5%),Bha23par01与泰国鸽病毒(YP_010797210)相似性达99.05%,提示病毒可能通过野生动物迁徙实现跨区域传播。

这项研究首次绘制了青藏高原草食性野生动物细小病毒暗物质图谱,发现的32个病毒中多数为潜在新种。研究不仅填补了高原病毒多样性认知空白,更揭示了病毒跨物种传播的分子证据。特别值得注意的是,部分病毒与已知致病株(如犬细小病毒CPV)存在远缘关系,其宿主适应机制值得深入探究。该成果为预警人兽共患病风险、维护高原生态健康提供了重要的本底数据,也为理解病毒进化史提供了新的"拼图碎片"。未来需结合血清学调查和功能实验,进一步验证这些病毒暗物质的生物学意义。

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