《International Journal of Food Microbiology》：Integrating pangenomics and phenotypic profiling to characterize genomic and stress-response variation of
Vibrio parahaemolyticus in shrimp aquaculture
编辑推荐：
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全基因组变异揭示了虾养殖场中菌株水平的基因组多样性。
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核心基因组系统发育显示了不同采样
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全基因组变异揭示了虾养殖场中菌株水平的基因组多样性。
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核心基因组系统发育显示了不同采样背景下的关系。
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溶血表型与tdh和trh分子检测结果不同。
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在不同Vibrio分离株中，游动和群集能力独立变化。
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基因组和表型特征显示了部分对应的菌株关系。
引言
Vibrio parahaemolyticus是一种嗜盐的革兰氏阴性海洋细菌，是人类和水产养殖物种疾病的主要致病菌。在虾养殖中，尤其是Litopenaeus vannamei中，V. parahaemolyticus与急性肝胰腺坏死病（AHPND）密切相关，导致严重的经济损失和养殖可持续性的持久挑战（Huynh et al., 2025; Wang et al., 2026）。除了急性暴发外，这种细菌在水产养殖环境中的长期存在对虾的健康、产品质量和食品安全提出了重大担忧（Hassen, 2026; Pazhani et al., 2021）。虾养殖系统的特点是由于温度、盐度、pH值、养分可用性和化学物质暴露的快速频繁变化。这些压力因素可以影响细菌的存活、生长动态和毒力表达（Leighton et al., 2022; Xu et al., 2025）。养分限制和间歇性乙醇暴露进一步造成生理压力，进而影响细菌的生长和存活（Liu et al., 2025; Wong et al., 2004）。然而，尽管已经研究了V. parahaemolyticus的个体应激反应，但关于不同菌株对多种环境条件反应的差异仍存在较大的知识空白。环境应激反应的差异可能伴随着运动能力、毒力相关特征和抗菌素敏感性的变化，但这些表型特征在菌株水平上的关系尚未完全阐明（López-Cervantes et al., 2021; Zin et al., 2025）。
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抗生素在虾养殖中的广泛使用增加了选择压力，这可能导致Vibrio种群中出现和传播抗生素抗性（Milijasevic et al., 2024）。V. parahaemolyticus中的抗性基因通常与可移动的遗传元件相关，并可以通过水平基因转移（HGT）传播，从而对公共卫生构成风险（Alcock et al., 2023; Vandeputte et al., 2024; Yan et al., 2024; Zhang et al., 2024a）。抗性决定因子是细菌群体可变基因库的一部分，这使得辅助基因组的组成对于比较不同分离株的基因组多样性具有重要意义。全基因组测序（WGS）和全基因组分析的最新进展使得能够进行高分辨率的分析，超越了核心基因组的范围，并提供了一种结构化的方法来描述细菌分离株之间的基因内容变异（Fearnley et al., 2024; Santos et al., 2021）。将比较基因组学与定量多变量表型分析相结合，可以评估基因组变异与环境应激反应、运动能力、溶血能力和抗菌素敏感性之间的关联。这种综合分析可以识别Vibrio分离株之间的基因组和表型模式的对应关系和差异，而无需推断出导致观察到的表型变异的分子过程。
因此，本研究旨在表征来自虾养殖环境的九个V. parahaemolyticus分离株以及一个参考菌株的菌株水平基因组和表型多样性，并探讨辅助基因组关系与测量的分离株表型关系之间的对应性。该研究结合了基于应激的生长表型分析、全基因组和全基因组分析、核心基因组SNP系统发育以及毒力相关基因和抗菌素抗性基因的特征分析。在受控的温度、盐度、pH值、养分可用性和乙醇暴露条件下量化了生长反应。通过层次聚类表征了环境应激反应，而辅助基因组组成和多变量表型变异则分别使用主坐标分析（PCoA）和主成分分析（PCA）进行独立研究。这种综合表征提供了关于养殖环境中V. parahaemolyticus菌株监测的相关信息。
章节片段
样本采集和细菌分离
2025年8月至10月期间，从中国浙江省宁波市四个养殖地点收集了Litopenaeus vannamei样本，包括来自象山、花达和仙祥的虾以及来自花达、象山和宁海的沉积物。采集后，所有样本均在冷链条件下运输到实验室以保持样本完整性。Vibrio parahaemolyticus的分离工作在此进行
Vibrio parahaemolyticus分离株的基因组特征
对九个环境V. parahaemolyticus分离株进行全基因组测序和de novo组装，生成的基因组大小在4.93至5.35 Mb之间，GC含量为45.15–45.39%（表1）。不同分离株的组装连续性存在差异，N50值范围为208.3至449.8 kb，L50值范围为4至8。最大的contig长度在0.50至1.23 Mb之间，其中5K2包含最大的contig。预测的编码序列数量从1P1的4401到2A3的4858不等。参考菌株的基因组大小为
讨论
本研究结合了全基因组测序、比较性全基因组学和多变量表型分析，以研究来自养殖环境的Vibrio分离株的多样性。分析重点关注基因组变异与应激反应、运动行为、毒力相关活性和抗菌素敏感性功能差异之间的关系。养殖系统代表了促进细菌多样化的动态环境
结论
本研究结合了WGS、比较性全基因组学和多变量表型分析，以表征来自养殖环境的V. parahaemolyticus分离株的基因组和表型多样性。研究结果表明，这些分离株保持了相对相似的基因组大小和G+C含量，但在基因内容和辅助基因组组成上存在差异。核心基因组SNP系统发育揭示了代表性分离株之间的遗传分化
CRediT作者贡献声明
王晓宇：撰写 - 原稿编写、正式分析、概念构思。 张佳怡：验证、数据管理。 丁天：撰写 - 审稿与编辑、数据管理。 廖新宇：撰写 - 审稿与编辑、数据管理、概念构思。 安朱熙：撰写 - 审稿与编辑、监督、资金获取。
利益冲突声明
作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2024YFD2402201）的支持。
