近日,畜禽粪污中抗菌药物残留和耐药基因扩散受到关注,病毒在耐药组组装中的作用仍缺少全球尺度证据。西北农林科技大学钱勋团队和密歇根州立大学James Tiedje团队完成了题为《A global livestock virome catalog links viruses with resistome assembly》的研究,他们整合全球4,017份畜禽粪污宏基因组,重建了1,330,372个病毒操作分类单元,并构建了畜禽粪污病毒数据库LMVD。

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LMVD收录的病毒序列中,90.9%归于Caudoviricetes,99%以上的vOTU未在比较数据库中发现,高完整度病毒还使联合系统树的系统发育多样性提高223%。病毒群落呈现明显的粪污类型特异性,99.1%的vOTU只出现在单一粪污类型,鸡粪的alpha多样性低于猪粪和牛粪,不同大陆之间的多样性也有显著差异。随机森林分析显示,抗菌药物使用和养殖规模对病毒多样性的相对预测重要性最高,病毒相似性随空间距离增加而下降,多样性随绝对纬度呈驼峰形关系。

研究团队从全部宏基因组中重建了13,577个微生物操作分类单元,并通过原位宿主预测把16,569个vOTU与12,522个mOTU连接起来,15.72%的vOTU具有超过10个物种的宽宿主范围。10,511个携带ARG的宏基因组组装基因组中,98%获得了预测的噬菌体-宿主链接,平均每个AR-MAG连接10.6个噬菌体,温带病毒在链接中占主要部分。人病原AR-MAG连接温带噬菌体的比例显著高于非病原AR-MAG,假单胞菌门AR-MAG中病原比例达到68%,这些链接覆盖了多个主要宿主门。

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病毒基因组携带78个ARG亚型,占畜禽粪污耐药组多样性的9.1%,主要赋予MLS、氨基糖苷类、多药和四环素耐药,vARG整体并不常见,blaNDM、blaCTX-M和mcr等临床高风险ARG未在病毒中检出。携带ARG的病毒序列片段中,66.8%同时出现MGE,57.5%的vARG-MGE对距离在5 kb以内,tnp、tndX和tnpR2附近可见lnuC、AAC(6)-Im、APH(2)-IIa和ACI-I等排列。温带病毒是vARG的主要携带者,病毒与耐药宿主的溶原互作和MGE共移动,值得在后续实验中验证。

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