反刍动物中包含许多重要的家畜，它们拥有独特的包含多个胃室的消化系统。目前对于反刍动物胃肠道中细菌、古细菌的研究已取得了显著进展。而病毒同样是反刍动物胃肠道微生物群的关键组成部分，在塑造微生物组成方面发挥重要作用，并且由于病毒的微生物宿主范围狭窄的特性可以作为一种精确调控微生物宿主以抑制病原细菌和控制甲烷排放的系统性工具。然而对于反刍动物胃肠道中的病毒群落生态结构仍然缺乏全面的了解。

2024年4月4日华中科技大学生命学院陈卫华教授团队联合佛山科学技术学院刘庆友教授团队在top期刊《Microbiome》在线发表题为“A compendium of ruminant gastrointestinal phage genomes revealed a higher proportion of lytic phages than in any other environments”的学术论文。

该研究利用公共数据中涵盖了8种反刍动物及10个胃肠道部位的宏基因组测序样本，构建了一个包含64,922个非冗余噬菌体基因组反刍动物噬菌体基因组目录（URPC）。相较于现有公共数据集，URPC中有60.53%的噬菌体是新发现的，与现有公共病毒数据集没有同源性。此外，研究发现大多数反刍动物的噬菌体是基于特异性的宿主物种和胃肠道部位分布的，并且胃肠道中噬菌体倾向于与它们的动物宿主共同进化。与人类肠道、土壤、淡水、海洋等其它环境相比，在URPC中含有最高比例（约60%）的裂解性噬菌体。此外研究还通过噬菌体与微生物宿主的相互作用网络，预测了数十种针对产甲烷古菌的裂解性噬菌体。总体而言，这些结果填补了反刍动物胃肠道中病毒生态学研究的空白，对于理解反刍动物胃肠道噬菌体的生存策略、噬菌体与细菌宿主的相互调节，以及提高反刍动物生产和改善生态环境质量具有重要的参考价值。

华中科技大学生命学院陈卫华教授和佛山科学技术学院生命科学与工程学院刘庆友教授为共同通讯作者。华中科技大学生命科学与技术学院博士生吴英健、武汉大学中南医院检验科高娜与华中科技大学生命科学与技术学院博士生孙楚晴为本文的共同第一作者。华中科技大学生命科学与技术学院为第一完成单位。

近年来，华中科技大学生命科学学院陈卫华教授团队与佛山科学技术学院刘庆友教授团队在反刍动物微生物组领域进行探索，利用宏基因测序技术，针对水牛、山羊等重要家畜的消化道微生物进行挖掘，建立了细菌、古细菌及病毒的基因组目录，并鉴定了与纤维素消化、甲烷排放等一系列动物肠道功能和环境控制相关的重要基因、菌群以及调控这些菌群的噬菌体。相关论文发表于 Nature Communications (2022)、Microbiome (2023、2024) 等国际顶尖期刊。

该研究得到了中国国家自然科学基金（NSFC）、国家自然科学基金联合基金重点支持项目、NNSF-VR Sino-Swedish Joint Research Program的支持。

论文链接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01784-2