基於病毒宏基因組學的不同蚊種病毒多樣性研究

就像許多生物一樣，蚊子也有不同的種類。蚊子這種無脊椎動物也是一種非常重要的病毒載體，因此對於不同蚊子病毒多樣性的研究就顯得異常的重要，下面請欣賞一篇基於病毒宏基因組學的不同蚊種病毒多樣性研究。

原標題：

利用病毒宏基因組學尋找在瓜德羅普不同蚊種中穩定獨特的核心真核病毒

Stable distinct core eukaryotic viromes in different mosquito species from Guadeloupe， using single mosquito viral metagenomics

作者：Chenyan Shi 等

期刊：Microbiome

時間：2019。8

影響因子： 10。465

DOI：10。1186/s40168-019-0734-2

一、研究背景

對人類來說，蚊子這種無脊椎動物是一種非常重要的病毒載體，近年來的研究證明其身上攜帶著大量未被研究的病毒。以往的研究通常對大量的蚊子進行宏基因組測序，而不評估單個蚊子的病毒多樣性。為了解決這個問題，作者使用最佳化的病毒宏基因組學實驗操作流程（NetoVIR）來比較2016年和2017年從瓜德羅普島不同地點收集的埃及伊蚊和埃及庫蚊的病毒量。（注：瓜德羅普是法國的海外省，位於加勒比海小安的列斯群島中部。屬熱帶雨林氣候，平均氣溫26℃。）

二、實驗結果

1.利用單隻蚊子進行病毒宏基因組的可行性

作者將單隻蚊子和混合蚊（5只蚊子）分別測序組裝成contigs，然後比對註釋分類為真核生物，細菌，古生菌，真核病毒，噬菌體，待確認噬菌體（噬菌體TBC），未歸類病毒和暗物質（未被比對軟體識別的contigs）共8個分類。透過比較單隻蚊子與混合蚊在每個分類下reads數量佔比、對映到nr contigs 數目、病毒讀數比例（真核病毒、噬菌體和未分配病毒），發現單隻蚊子樣本的總讀數和病毒讀數比例與混合蚊樣本相比無顯著差異，證明了單隻蚊子進行病毒宏基因組學研究的可行性。

圖1 單隻蚊子與混合蚊（5只蚊子）NGS reads之間的比較

2. 兩種蚊蟲真核病毒和噬菌體的研究概況

伊蚊樣品/混蚊池的病毒讀譜以真核病毒為主，而庫蚊樣品/混蚊池的病毒讀譜以噬菌體為主。透過對這兩個物種的進一步比較分析，發現埃及伊蚊標本的真核病毒比例明顯高於庫蚊（Wilcoxon檢驗，p值= 0。011，圖2b），而噬菌體病毒的比例則相反（Wilcoxon檢驗，p值= 1。5e-06，圖2c）。

圖2埃及伊蚊和埃及庫蚊的病毒讀譜比較

圖3 樣本alpha多樣性以及beta多樣性比較證實伊蚊與庫蚊在真核病毒與噬菌體多樣性有顯著的差異

3.新病毒鑑定

作者選擇了幾種可以識別接近完整基因組（至少是完整的編碼區）的病毒進行進一步的系統發育分析，進一步鑑定了11種新型真核病毒的基因組。

表1 本研究中鑑定的新病毒

此外，作者選擇庫蚊和伊蚊中均存在且最豐富的兩種病毒（PCLPV和GMV），以及伊蚊特有的兩種真核病毒 （GAATV和AANV）和庫蚊特有的兩種真核病毒（GCRV和GCTLV）的qRT-PCR進行分析，結果表明，大多數個體蚊子被這幾種選定的病毒感染，每隻伊蚊的病毒基因組複製數從267到1。01x108（中位數為7。5x106）不等。每隻庫蚊的病毒基因組複製數從192到8。69x106（中位數為4。87x104）不等。

圖4 蚊蟲種群中GMV、PCPLV、AANV、GAATV、GCLTV和GCRV的定量。

4. 標記基因鑑定及相關分析

雖然作者使用了NetoVIR純化病毒顆粒，但不可避免有宿主與細菌基因組的存在，作者以cox1作為真核以及一部分原核生物的標記基因，以gyrB、recA作為細菌的標記基因，發現所有庫蚊樣品中均含有內生菌爾巴克氏菌wPip（Wolbachia sp。 Strain wPip）的cox1、gyrB、recA基因。此外，在庫蚊中，有24個噬菌體contigs與沃爾巴克氏菌wPip的幾個標記基因有顯著的相關性。

圖5 標記基因鑑定及相關分析。

三、結論與亮點

1。使用了NetoVIR的方法純化病毒顆粒。

2。首先證明了單隻蚊子進行病毒宏基因組的可行性，這可以提供更精確的蚊子種群的病毒譜。種間比較表明，伊蚊和庫蚊中病毒的丰度和多樣性存在顯著差異。

3。這兩種蚊子似乎有自己相對穩定的“核心真核病毒”，這可能影響蚊子傳播蟲媒病毒的能力。

4。沃爾巴克氏菌普遍存在於庫蚊中。

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