近日，云南农业大学动科院曹振辉教授团队联合河南农业大学康相涛院士（云南农业大学柔性引进特聘教授）团队、东莞理工学院张家禹副研究员，在《Microbiome》期刊发表题为“Cross-Kingdom Genomic Variation in Chicken Gut Microbiomes: Insights from China’s Diverse Local Breeds”的研究论文。河南农业大学康相涛院士、云南农业大学曹振辉教授为本文共同通讯作者。东莞理工学院张家禹副研究员、云南农业大学徐乐博士以及博士研究生葛学海、自先念为本文共同第一作者。
家禽肠道微生物组是一个复杂的微生态系统，对宿主的消化、免疫及整体健康至关重要。然而，目前的肠道微生物研究多局限于细菌群落，对病毒（特别是噬菌体）及其在基因组变异层面的贡献知之甚少。在复杂的肠道环境中，结构变异（SV）和单核苷酸变异（SNV）分布规律是什么？病毒如何通过水平基因转移（HGT）重塑细菌基因组？为此，研究团队选取了茶花鸡、武定鸡、无量山乌骨鸡、盐津乌骨鸡、他留乌骨鸡、拉伯高脚鸡、云龙矮脚鸡、兰坪绒毛鸡、阿克鸡、尼西鸡10个云南地方鸡种，利用二代+三代宏基因组与二代宏转录组联合分析，开展了深度挖掘。
通过研究，成功构建了包含1,527个原核生物基因组（MAGs）、37,555个DNA病毒contigs和1,867个RNA病毒contigs的微生物基因组数据集，填补了云南地方鸡肠道病毒组学的研究空白，特别是对RNA病毒多样性的挖掘。首次发现，在细菌、DNA病毒和RNA病毒中，结构变异与单核苷酸变异的密度呈现显著正相关，证明了微生物并非孤立地发生某一种突变，而是通过协同突变过程快速适应肠道环境。基于水平基因转移网络发现，病毒是肠道内基因交换的关键载体。在检测到的基因转移事件中，69.4%与病毒有关，特别是“噬菌体→细菌”（Phage-to-Bacteria）的单向流动占据了所有事件的37.5%；同时，证明这些病毒携带大量与碳水化合物代谢、耐药和毒力因子相关基因，通过基因转移增强了细菌宿主的适应性和病原菌的致病潜能。解析了生态位宽度是驱动单核苷酸变异积累的主要因素，适应性越广的微生物，其基因组变异越丰富；GC含量是限制病毒变异的关键内在因素，且与单核苷酸变异密度呈显著负相关。
该研究首次在动物肠道生态中揭示了跨界微生物基因组变异的协调规律，明确了病毒作为核心基因转移载体的生态功能，证实了病毒在塑造宿主肠道微生态和菌群稳定性中的核心地位，为理解肠道微生物组的进化与适应提供了全新视角。
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