南极水生生态系统RNA病毒组多样性与跨物种传播研究

《Microbiome》：Underexplored diversity and transmission of RNA viruses in Antarctic aquatic animals

　　

摘要

背景

南极极端环境条件孕育了具有未被充分探索的病毒多样性的独特生态系统。尽管南极哺乳动物和鸟类中的病毒此前已有文献记载，但对于生态关键的水生物种，如南极磷虾（Euphausia superba）的病毒组，仍知之甚少。

结果

在此，我们利用宏转录组测序对403个样本进行了表征，这些样本于2019年至2024年间从南极半岛和南设得兰群岛附近海域、南奥克尼群岛和南乔治亚岛（均位于南极西部），以及水手海（南极东部）采集。我们鉴定出19个病毒科/类的58种RNA病毒，包括正义单链RNA病毒（n?=?37）、负义单链RNA病毒（n?=?5）和双链RNA病毒（n?=?16）。共有51种病毒（88%）为新型病毒，揭示了南极动物中广泛存在的隐藏病毒多样性。我们进行了α-和β-多样性分析，发现宿主特异性显著塑造了病毒组的组成，而地理位置的影响则有待进一步研究。值得注意的是，我们在南极磷虾/鱼类及其捕食者——帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）和南极海狗（Arctocephalus gazella）中检测到几乎相同的劳伦斯病毒（RdRp序列一致性99.35%）、维苏威病毒（97.70–99.08%）和一种小RNA病毒的菌株，提示可能存在通过食物链的跨物种传播。

结论

我们的研究结果揭示了南极水生生态系统中此前未被充分探索的病毒组多样性，强调了RNA病毒在极端生境中的进化适应性，并为评估极地及相连生态系统中病毒病原体潜在传播的生物安全评估提供了重要数据。

视频摘要

背景

南极极端环境条件孕育了具有未被充分探索的病毒多样性的独特生态系统。尽管南极哺乳动物和鸟类中的病毒此前已有文献记载，但对于生态关键的水生物种，如南极磷虾（Euphausia superba）的病毒组，仍知之甚少。

结果

在此，我们利用宏转录组测序对403个样本进行了表征，这些样本于2019年至2024年间从南极半岛和南设得兰群岛附近海域、南奥克尼群岛和南乔治亚岛（均位于南极西部），以及水手海（南极东部）采集。我们鉴定出19个病毒科/类的58种RNA病毒，包括正义单链RNA病毒（n?=?37）、负义单链RNA病毒（n?=?5）和双链RNA病毒（n?=?16）。共有51种病毒（88%）为新型病毒，揭示了南极动物中广泛存在的隐藏病毒多样性。我们进行了α-和β-多样性分析，发现宿主特异性显著塑造了病毒组的组成，而地理位置的影响则有待进一步研究。值得注意的是，我们在南极磷虾/鱼类及其捕食者——帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）和南极海狗（Arctocephalus gazella）中检测到几乎相同的劳伦斯病毒（RdRp序列一致性99.35%）、维苏威病毒（97.70–99.08%）和一种小RNA病毒的菌株，提示可能存在通过食物链的跨物种传播。

结论

我们的研究结果揭示了南极水生生态系统中此前未被充分探索的病毒组多样性，强调了RNA病毒在极端生境中的进化适应性，并为评估极地及相连生态系统中病毒病原体潜在传播的生物安全评估提供了重要数据。

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