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宏基因组测序揭示一例荷斯坦犊牛腹泻粪便的病毒组成与分子特征OA

Metagenomic sequencing reveals the viral composition and molecular characteristics of diarrheal feces from a Holstein calf

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腹泻是牛群中最常见、防控难度较大的疾病之一,其中病毒性腹泻给养牛业造成的经济损失尤为严重.为探究 1 例顽固性腹泻犊牛粪便的病毒种群组成及其分子特征,采集了 3 份顽固性腹泻犊牛的新鲜粪便样本,混合处理后,采用Illumina NovaSeq 6000 平台开展宏基因组高通量测序,通过序列质控、SPAdes组装及生物信息学比对分析,挖掘样本的病毒种群构成及分子遗传演化特征.结果显示,原始数据经质控、宿主去除和组装后,共获得DNA有效读长序列(clean reads)14 369 775 条,RNA clean reads 11 653 867 条.病毒组成分析显示,共鉴定出 73 个病毒科(DNA病毒 38 科、RNA病毒 35 科),其中DNA病毒以Straboviridae科为主(占 57%),RNA病毒以小RNA病毒科占比最高(63%).在种水平上共鉴定出 321 种病毒:DNA病毒中Goslarvirus goslar噬菌体占比最高(47%),RNA病毒中牛嵴病毒Aichi B型占比最高(32%).进一步序列比对发现 10 个主要病毒重叠群,包括牛轮状病毒(BRV)、牛诺如病毒(BoNoV)、牛新型小 RNA 病毒(BooV)、牛匈爱病毒(BoHuV)、牛嵴病毒(BKV)及纽布病毒(BoNeV).遗传进化分析确定:BRV为A群G6P[5]型、BoNoV为GⅢ群、BoNeV为基因 2 型(以RdRp分型为SC-Yak型)、BooV为B1 型、BoHuV为A1 型、BKV为Aichi B型和Aichi D型.本研究借助宏基因组测序技术,全面揭示了 1 例犊牛顽固性腹泻的病毒种群及其基因演化特征,并在非牦牛物种中发现了BoNeV/SC-Yak基因型毒株,同时检测到 2 种基因型的BKV,推测该犊牛顽固性腹泻可能与多种RNA病毒共感染有关.该研究结果丰富了牛腹泻相关病毒群及基因演化特征,为有效防治犊牛腹泻提供了重要的病原学依据.

Diarrhea is one of the most common and difficult-to-prevent-and-control diseases in cattle herds,among which viral diarrhea causes particularly serious economic losses to the cattle in-dustry.To investigate the viral composition and molecular characteristics of a calf with refractory diarrhea,three fresh fecal samples from the affected calf were collected,mixed,and subjected to high-throughput metagenomic sequencing on the Illumina NovaSeq platform.After quality control,assem-bly with SPAdes,and bioinformatic alignment analyses,the viral composition and molecular evolution-ary characteristics in the samples were determined.The results showed that after quality control,host removal,and assembly,a total of 14 369 775 DNA clean reads and 11 653 867 RNA clean reads were obtained.Viral composition analysis revealed 73 viral families(38 DNA virus families and 35 RNA virus families).Among DNA viruses,Straboviridae was the most abundant(57%),while among RNA viruses,Picornaviridae had the highest proportion(63%).At the species level,321 viral species were identified:among DNA viruses,Goslarvirus goslar phage was the most abundant(47%),among RNA viruses,bovine kobuvirus(Aichi B type)accounted for the highest proportion(32%).Further sequence alignment identified ten major viral contigs,including bovine rotavirus(BRV),bovine nebovirus(BoNoV),Boosepivirus(BooV),bovine hunnivirus(BoHuV),bovine kobuvirus(BKV),and bovine nebovirus(BoNeV).Phylogenetic analysis deter-mined:BRV as group A G6P[5]type,BoNoV as GⅢ group,BoNeV as genotype 2(RdRp-based typing:SC-Yak type),BooV as B1 type,BoHuV as A1 type,and BKV as Aichi B type and Aichi D type.Using metagenomic sequencing,this study comprehensively revealed the viral population and genetic evolutionary characteristics of a calf with refractory diarrhea.Notably,the BoNeV/SC-Yak genotype was detected in a non-yak host,and two genotypes of BKV were identified.We speculate that the refractory diarrhea in this calf might be associated with co-infection by multiple RNA viruses.These findings enrich our knowledge of the viral community and genetic evolution associated with bovine diarrhea and provide important etiological evidence for the effective prevention and control of calf diarrhea.

张冉冉;孙普;王成;马雪青;王辉;李平花;袁红;李坤;赵志荀;卢曾军

中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046||甘肃农业大学 生命科学技术学院,甘肃 兰州 730070湘西土家族苗族自治州畜牧水产事务中心,湖南 吉首 416000中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046||甘肃农业大学 生命科学技术学院,甘肃 兰州 730070中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046中国农业科学院 兰州兽医研究所 兰州大学动物医学与生物安全学院 动物疫病防控全国重点实验室,甘肃 兰州 730000||农业农村部动物病原生物学重点实验室 农业农村部反刍动物重大疫病防控重点实验室(西部),甘肃 兰州 730046

农业科技

犊牛腹泻宏基因组测序病毒遗传多样性

calf diarrheametagenomic sequencingvirusgenetic diversity

《中国兽医科学》 2026 (9)

1212-1223,12

甘肃省科技计划项目(25CXNA034,25CXNA045)中国农业科学院科技创新工程项目(CAAS-ASTIP-2021-LVRI)

10.16656/j.issn.1673-4696.2026.0145

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