《Aquaculture》：Unravelling the virulence landscape of
Vibrio harveyi through comparative genomics: Insight into core and accessory determinants
编辑推荐：
•对216个哈维氏弧菌（Vibrio harveyi）基因组的致病基因组比较分析区分了保守的核心毒力因子和可变的辅助毒力因子。•核心致病基因组包括参与群体感应的因子、宿主定殖因子（如菌毛和mshA）、鞭毛、分泌系统（T2SS、T3SS、T5SS）以及关键T3SS效应蛋白（Vo
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对216个哈维氏弧菌（Vibrio harveyi）基因组的致病基因组比较分析区分了保守的核心毒力因子和可变的辅助毒力因子。
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核心致病基因组包括参与群体感应的因子、宿主定殖因子（如菌毛和mshA）、鞭毛、分泌系统（T2SS、T3SS、T5SS）以及关键T3SS效应蛋白（VopQ、HopPmaJ）。
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辅助毒力因子包括溶弧菌素（EmpA样金属蛋白酶）、基于T4SS的接合系统、前噬菌体相关毒素以及铁载体受体（FhuA、IrgA、FrpA、HutA），这些因子表现出菌株水平的变异。
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与鱼类相关的V. harveyi菌株表现出基于T4SS的接合机器富集，且毒力评分高于来自其他宿主的菌株。
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溶弧菌素在包含高致病性菌株SB1的系统发育谱系Gr-3中显示出显著富集。
引言
哈维氏弧菌（Vibrio harveyi）是一种影响多种海洋生物的主要细菌病原体，包括鱼类、虾类和软体动物（Zhang等，2020）。该菌已被证实与经济价值重要的鱼类疾病暴发有关，如尖吻鲈（Lates calcarifer）、欧洲鲈（Dicentrarchus labrax）、大眼鲷（Sparus aurata）、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）、大西洋鲑（Salmo salar）、乌鲂（Mugil cephalus）和遮目鱼（Chanos chanos）（Dong等，2017；Estante-Superio等，2021；Pujalte等，2003；Ransangan和Mustafa，2009；Strem等，2023；Zhang和Austin，2000）。在虾类养殖业中，V. harveyi与发光弧菌病有关（Abraham和Palaniappan，2004；Chrisolite等，2008），而某些携带质粒编码pirAB毒素基因的菌株则与急性肝胰腺坏死病（AHPND）相关（Muthukrishnan等，2019）。此外，该菌还被报道会引起多种软体动物疾病，如牡蛎、蛤蜊和鲍鱼（Jiang等，2013；Smith等，2025；Wei等，2019），以及黄带病和白化综合征等珊瑚疾病（Cervino等，2008；Luna等，2010）。
细菌致病性是一种多因子性状，由病原体编码的多种毒力因子所决定（Darshanee Ruwandeepika等，2012）。关于V. harveyi毒力因子的研究表明，胞外产物（ECPs）包括蛋白酶、磷脂酶、溶血素和细胞毒素，在组织损伤和疾病进展中发挥关键作用（Liu和Lee，1999；Liuxy等，1996；Zhang和Austin，2000）。此外，III型分泌系统（T3SS）可将效应蛋白转运至宿主细胞，群体感应则以细胞密度依赖的方式调控毒力基因的表达，这两者均为V. harveyi致病性的核心机制（Darshanee Ruwandeepika等，2012；Henke和Bassler，2004a；Natrah等，2011）。V. harveyi的毒力还受到可移动遗传元件（MGEs）的影响，包括前噬菌体（Castillo等，2018a；Munro等，2003）、转座子（Deng等，2019）和接合性质粒（Schikorski等，2013；Sullivan等，2025），这些元件促进了水平基因转移并有助于基因组的可塑性。此前的研究表明，V. harveyi菌株间的毒力存在显著差异，部分菌株可在低剂量下引起高死亡率，而密切相关的菌株则保持无毒力（Ransangan等，2012）。溶血素（Zhang等，2001）、质粒编码因子和可移动遗传元件的拷贝数差异被认为是致病性变异的潜在因素（Bai等，2008；Wang等，2025）。
尽管已有大量进展，但对V. harveyi菌株特异性致病性差异的基因组基础的理解仍然有限。全基因组测序技术的进步生成了涵盖不同地理区域、宿主和毒力背景的大量基因组数据，为开展大规模比较分析提供了条件。然而，目前仅有少数研究系统探讨了全基因组多样性与毒力的关系（Tu等，2017；Zupi?i?等，2024）。基于有限菌株数据集的比较分析揭示了与宿主定殖（mshB、pilA）、铁获取（hutR、sitABCD）、应激适应（ureB、ureR）和毒素（ast）相关基因的变异（Fu等，2021；Zupi?i?等，2024）。然而，这些研究仅聚焦于草图基因组或有限的菌株集合。目前，NCBI数据库中已有超过250个V. harveyi基因组可供获取，这些基因组涵盖了从不同宿主和地理区域收集的、跨越90年时间的分离株。这为深入探索基因组结构、毒力因子的泛基因组多样性以及致病潜力评估提供了机遇。在本研究中，我们对一个经过筛选的216个基因组的数据库进行了比较基因组学分析，其中包含高致病性菌株SB1。我们系统地表征了核心和辅助致病基因组，并分析了其与宿主来源和系统发育谱系相关的分布/富集模式，辅以毒力评分来量化这些关联。
章节片段
哈维氏弧菌Vibrio harveyi SB1的分离与表征
V. harveyi菌株SB1于2020年从濒死的幼龄尖吻鲈（L. calcarifer）中分离得到。在硫代硫酸盐–柠檬酸盐–胆汁盐–蔗糖（TCBS）琼脂上获得的疑似弧菌菌落，经海洋 Zobell 琼脂纯化后，在30°C的海洋 Zobell 肉汤中培养。分离株在-80°C、25%（v/v）甘油中保存。表型鉴定采用标准生化试验进行（Noguerola和Blanch，2008）。分子鉴定通过PCR扩增进行。
V. harveyi SB1的鉴定与表征
V. harveyi SB1被鉴定为一种不发光分离株，在TCBS琼脂上产生黄色菌落。该菌株能在含3–6%氯化钠的培养基中生长，但在0%和8%盐浓度下无法生长，表明其具有中度嗜盐特性。生化特性方面，该分离株的赖氨酸和鸟氨酸脱羧酶、吲哚产生以及甲基红反应均呈阳性。该菌株能利用葡萄糖、蔗糖、右旋糖、果糖、半乳糖、甘露醇、麦芽糖、甘露糖、纤维二糖和葡糖胺。
讨论
在本研究中，我们将致病性评估与比较基因组学相结合，探讨了V. harveyi的核心和辅助致病基因组及其对毒力的潜在贡献。与从濒死尖吻鲈中分离得到的结果一致，菌株SB1表现出高致病性，LD50为5×104 CFU/条（图1）。这与先前的报道一致，即有毒力的V. harveyi菌株可在相对较低的攻毒剂量下引起疾病。早期的研究
结论
本研究利用216个经分类学验证的基因组，对V. harveyi的核心和辅助致病基因组进行了全面的基因组水平分析。分析发现了一个高度保守的核心致病基因组，其中包括参与宿主定殖、毒素分泌、群体感应以及利用胞外蛋白酶和溶血素进行营养获取的因子。辅助致病基因组包括IV型分泌系统、EmpA样M4金属蛋白酶、携带毒素的丝状前噬菌体以及少量
生成式AI和AI辅助技术在稿件准备过程中的声明
在本研究准备过程中，作者使用了基于网络的工具ChatGPT（版本5）进行英语语言润色和语法错误修正。在使用该工具/服务后，作者对内容进行了审阅和必要的编辑，并对已发表文章的内容承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
Sujeet Kumar：撰写–审阅与编辑、撰写–原稿撰写、方法学、调查研究、形式化分析、数据整理、概念构思。B. Nishanthini：方法学、形式化分析、数据整理。Abhaya Robinson：方法学、数据整理。T. Sathish Kumar：撰写–审阅与编辑、方法学、数据整理。P.S. Shyne Anand：撰写–审阅与编辑、方法学。M.S. Shekhar：撰写–审阅与编辑、监督指导。M. Makesh：撰写–审阅与编辑、项目管理
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获得ICAR-CIBA机构动物伦理委员会的批准（批准号：CIBA/IAEC/2024–17）。
资金来源
本工作在印度农业研究委员会（印度新德里）资助的疫苗与诊断研究联盟平台下开展，资助号为AS/2/3/2022-ASR-IV(PI·Xe-233289)。
未引用参考文献
Bertelli等，2017
Darshanee Ruwandeepika等，2012
Dong等，2017a
Dong等，2017b
Hall，1999
Qin等，2007
Vezzulli等，2010
Wang等，2025
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的可能影响本研究报告工作的财务利益关系或个人关系。
致谢
本工作在印度农业研究委员会（印度新德里）资助的疫苗与诊断研究联盟平台下开展。作者感谢ICAR-中央咸水水产研究所（印度金奈）所长提供了开展本工作所需的必要设施。
Sujeet Kumar|B. Nishanthini|Abhaya Robinson|T. Sathish Kumar|P.S. Shyne Anand|M.S. Shekhar|M. Makesh
