青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒种群宏基因组学分析

doi:10.16829/j.slxb.151032

兽类学报 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (3): 337-348.DOI: 10.16829/j.slxb.151032

青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒种群宏基因组学分析

马英¹, 魏有文¹, 江峰², 张爱萍¹, 高红梅², 李积德¹, 王文龙¹, 张鹏辉¹, 李玲雯¹, 谷昕玥¹, 张同作²()

^1.青海省地方病预防控制所，西宁 810021
^2.中国科学院西北高原生物研究所，青海省动物生态基因组学重点实验室，西宁 810001

收稿日期:2024-11-28 接受日期:2025-02-24 出版日期:2026-05-30 发布日期:2026-06-04
通讯作者: 张同作
作者简介:马英（1973- ），女，硕士，主要从事鼠疫防控和动物遗传学研究；
魏有文（1978- ），男，本科，主要从事鼠疫防控研究.
第一联系人：共同第一作者
基金资助:
青海省科技厅基础研究计划项目(2022?ZJ?750);青海省卫健委重点课题(2024?wjzd?05);国家自然科学基金地区科学项目(82460660)

Metagenomic analysis of intestinal virome in Marmota himalayana in eastern Qinghai’s agricultural area

Ying MA¹, Youwen WEI¹, Feng JIANG², Aiping ZHANG¹, Hongmei GAO², Jide LI¹, Wenlong WANG¹, Penghui ZHANG¹, Lingwen LI¹, Xinyue GU¹, Tongzuo ZHANG²()

^1.Qinghai Institute for Endemic Disease Prevention and Control, Xining 810021, China
^2.Qinghai Provincial Key Laboratory of Animal Ecological Genomics, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810001, China

Received:2024-11-28 Accepted:2025-02-24 Online:2026-05-30 Published:2026-06-04
Contact: Tongzuo ZHANG

摘要/Abstract

摘要：

青海农业区主要集中在青海省东部地区，区内旱獭生活区域与人类活动范围有部分交叠。本研究通过宏病毒组测序技术对青海东部农业区6个地区的喜马拉雅旱獭（Marmota himalayana）肠道病毒组成、多样性及其宿主进行比对分析。研究结果可知，病毒以尾噬菌体门、菲克斯病毒门和单环编码病毒门为主，目水平上可分类病毒以微小噬菌体目和圆环样病毒目为主，科水平上可分类病毒以微小噬菌体科和维雅病毒科为主。近60%的病毒基因注释集中在蛋白质家族的遗传信息处理、信号和细胞过程以及复制与修复功能，宿主预测以肠杆菌科埃希氏菌属的大肠杆菌（Escherichia coli）和芽孢杆菌科芽孢杆菌属的侧孢短芽孢杆菌（Brevibacillus laterosporus）为主。本研究揭示了青海东部农业区喜马拉雅旱獭病毒组的多样性及地区差异，提示某些病毒科可能具有地域局限性和宿主特异性，为未来病毒监测和致病性研究提供了重要依据。

关键词: 喜马拉雅旱獭, 肠道病毒, 病毒宏基因组学, 农业区, 青海省东部

Abstract:

In recent years, zoonotic diseases have triggered several large-scale outbreaks of infectious diseases, highlighting the critical importance of prevention, detection, and diagnosis of zoonotic infections. The agricultural areas of Qinghai are primarily concentrated in the eastern part of the province, where the habitat of Marmota himalayana partially overlaps with human activity areas. This study employed metagenomic sequencing technology to analyze and compare the composition and diversity of intestinal viruses, and their hosts in Marmota himalayana from six regions in eastern Qinghai’s agricultural areas. The results of the study revealed that the predominant viral families were Caudovirales, Fictiviricetes, and Monodnaviria, with viruses at the order level mainly classified into Microvirales and Circovirales. At the family level, the major viral families were Microviridae and Viphaviridae. Most of the annotated viral genes were associated with protein families involved in genetic information processing, signaling, cellular processes, as well as replication and repair functions. Host prediction predominantly identified Escherichia coli from the Enterobacteriaceae family and Brevibacillus laterosporus from the Bacillaceae family as the main hosts. This study reveals the diversity and regional differences of the virome in Marmota himalayana from the eastern agricultural region of Qinghai, suggesting that certain viral families may exhibit geographic limitations and host specificity, providing a crucial foundation for future viral surveillance and pathogenicity research.

Key words: Marmota himalayana, Intestinal virus, Viral metagenomics, Agricultural region, Eastern Qinghai Province

中图分类号:

Q939.47

马英, 魏有文, 江峰, 张爱萍, 高红梅, 李积德, 王文龙, 张鹏辉, 李玲雯, 谷昕玥, 张同作. 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒种群宏基因组学分析[J]. 兽类学报, 2026, 46(3): 337-348.

Ying MA, Youwen WEI, Feng JIANG, Aiping ZHANG, Hongmei GAO, Jide LI, Wenlong WANG, Penghui ZHANG, Lingwen LI, Xinyue GU, Tongzuo ZHANG. Metagenomic analysis of intestinal virome in Marmota himalayana in eastern Qinghai’s agricultural area[J]. ACTA THERIOLOGICA SINICA, 2026, 46(3): 337-348.

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图/表 12

表1 本研究喜马拉雅旱獭采集样点信息

Table 1 Sampling information of Marmota himalayana used in the present study

种群 Population	采集地点 Region	样本量（性别） Number （Gender）	经度 Longitude	纬度 Latitude	海拔 Elevation/m
HDHZ	海东市互助县 Huzhu County，Haidong City	3（2♂ 1♀）	102.2763°E	36.7299°N	2 983
HDMH	海东市民和县 Minhe County，Haidong City	3（3♀）	102.6256°E	36.2035°N	2 592
HDPA	海东市平安区 Pingan District，Haidong City	3（1♂ 2♀）	101.8478°E	36.3422°N	2 803
XNHY	西宁市湟源县 Huangyuan County，Xining City	3（3♀）	101.2291°E	36.4249°N	3 334
XNHZ	西宁市湟中县 Huangzhong County，Xining City	3（1♂ 2♀）	101.7416°E	36.3320°N	2 934
XNDT	西宁市大通县 Datong County，Xining City	3（3♀）	101.6220°E	37.1058°N	2 930

表 2 宏病毒组测序reads数据汇总

Table 2 Summary of macro virus sequencing reads data

样品 Samples	原始数据 Raw data（G）	原始reads数 Number of raw reads（PE）	高质量数据 Clean data（G）	高质量reads数 Number of clean reads（PE）	高质量占比 Proportion of high quality/%
HDHZ	12.5	41826533	8.9	29913139	71.52
HDMH	12.3	41085030	9.9	33035768	80.41
HDPA	11.4	37919759	8.1	27187912	71.70
XNHY	10.0	33475840	8.5	28559824	85.31
XNHZ	9.8	32780458	5.9	19772197	60.32
XNDT	11.3	37633105	9.1	30345487	80.64

表3 去除宿主序列后reads数据统计

Table 3 Statistics of reads data after removing host sequences

样品 Samples	质控后的reads Clean reads	比对到宿主基因组的read数 Number of reads mapped to the host genome	最后剩余reads数 Remaining reads	最后剩余reads数占比 Proportion of remaining reads/%
HDHZ	29913139	487552	29425587	98.37
HDMH	33035768	484506	32551262	98.53
HDPA	27187912	1115333	26072579	95.90
XNHY	28559824	55236	28504588	99.81
XNHZ	19772197	56003	19716194	99.72
XNDT	30345487	124262	30221225	99.59

表 4 去除宿主序列后的组装结果统计

Table 4 Statistics of assembly results after removing host sequences

样品 Samples	组装获得的序列碱基总数 Assembled base pairs	组装contigs条数 Number of assembled contigs	contig长度最大值 Maximum contig length	contig长度最小值 Minimum contig length	N50值 Contig N50	contigs GC平均含量 Average GC content of contigs
HDHZ	138.51	150 585	132 879	300	1 009	42.17
HDMH	316.15	382 618	208 313	300	833	45.87
HDPA	84.25	92 097	232 212	300	984	43.12
XNHY	355.78	415 327	196 346	300	888	47.58
XNHZ	161.14	183 488	172 565	300	916	45.00
XNDT	212.15	234 266	304 333	300	976	41.98

表 5 前十位RPKM的contigs丰度统计

Table 5 Abundance statistics of the top 10 contigs by RPKM

基因名称 Name of gene	样品Samples
基因名称 Name of gene	HDHZ	HDMH	HDPA	XNHY	XNHZ	XNDT
SCD\|contig_3238	0.53	0.02	0.86	0.03	0.07	0.01
HDPA\|contig_89993	0.42	0	0.63	0.01	0.03	0
HNZK\|contig_7503	0.02	0.16	33 327.41	0.03	0.07	0.06
XNHY\|contig_402915	293.08	1.95	0	319.12	39 730.32	46.19
SMD\|contig_147452	0	0.01	0	0	0	0
HNZK\|contig_65526	0	0	1.92	0.01	0.08	0.02
HDPA\|contig_81697	0	0.04	1.82	0	0.06	0
SMD\|contig_147636	0	1.62	0	172.60	34 127.26	0
HDMH\|contig_380818	0.02	1.97	0	176.59	33 716.08	0
HNZK\|contig_4700	0	0.06	21 873.11	0.31	0.13	12.75

图1 青海东部农业区喜马拉雅旱獭在门、目和科水平上的病毒组成相对丰度

Fig. 1 Relative abundance of virus composition at the phylum, order, and family levels of Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province

图2 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒Shannon指数. ns，无显著差异

Fig. 2 Shannon index for intestinal viruses of Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province. ns, no significant difference

图3 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒组间PCoA聚类分析. HD，海东市；XN，西宁市

Fig. 3 PCoA analysis among intestinal microbiomes of Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province. HD, Haidong City; XN, Xining City

图4 基于KEGG数据库的喜马拉雅旱獭肠道病毒在Level 1水平（A）和Level 2水平（B）上基因注释数目

Fig. 4 Gene annotation counts at Level 1 (A) and Level 2 (B) for intestinal viruses of Marmota himalayana on the KEGG database

图5 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒在科水平上的前10位宿主信息. A：互助；B：民和；C：平安；D：湟源；E：湟中；F：大通

Fig. 5 The top 10 host information at the family level for intestinal viruses in Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province.A: HDHZ; B: HDMH; C: HDPA; D: XNHY; E: XNHZ; F: XNDT

图6 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒在属水平上的前10位宿主信息. A：互助；B：民和；C：平安；D：湟源；E：湟中；F：大通

Fig. 6 The top 10 host information at the genus level for intestinal viruses in Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province. A: HDHZ; B: HDMH; C: HDPA; D: XNHY; E: XNHZ; F: XNDT

图7 青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒在种水平上的前10位宿主信息. A：互助；B：民和；C：平安；D：湟源；E：湟中；F：大通

Fig. 7 The top 10 host information at the species level for intestinal viruses in Marmota himalayana from the agricultural region of eastern in Qinghai Province. A: HDHZ; B: HDMH; C: HDPA; D: XNHY; E: XNHZ; F: XNDT

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青海东部农业区喜马拉雅旱獭肠道病毒种群宏基因组学分析

Metagenomic analysis of intestinal virome in Marmota himalayana in eastern Qinghai’s agricultural area

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