近日,山东农业大学动物医学院成子强教授团队在期刊《Virulence》(中科院一区TOP,实时影响因子6.83)在线发表了题为“Cross-host Transmission of Riemerella anatipestifer to Chickens: Genomic Evolution and Identification of the Novel vapX-like-vapD Toxin-Antitoxin System”的研究性论文。该研究通过对全球鸭疫里默氏杆菌株进行比较基因组学和祖先状态重建分析,阐明了其群体结构与演化动态。研究证实,RA曾发生多次独立的“鸭向鸡”溢出事件,而非严格的宿主特异性演化,且当前的鸡源菌株已表现出早期的基因分化迹象以及特定毒力基因的富集,展现出高度的遗传可塑性。
在适应与致病机制方面,研究首次在鸡源菌株中鉴定出位于质粒pRASD上的vapX-like-vapD(II型毒素-抗毒素系统),并实验证实该系统能显著增强细菌的生物膜形成、胞内生存、抗生素耐受及体内定植能力。这一发现揭示了RA适应性演化与毒力增强的关键机制,为应对其跨宿主传播及精准防控提供了重要的理论依据,并强调了持续监测鸡源RA的必要性。

鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer, RA)是一种广为人知的水禽致病菌,但近年来该病原体频繁跨越宿主屏障传播至鸡群,对我国养鸡业构成了日益严重的威胁。RA在跨宿主传播后的基因分化和宿主适应机制此前尚不清楚。本研究对全球RA流行株进行了比较基因组学分析,阐明了其群体结构和演化动态,为应对RA的跨宿主传播及精准防控提供了重要理论依据。研究发现,全球RA菌株呈现出显著的地理聚集性和优势克隆群特征。来自不同宿主的菌株在系统发育上表现出“整体混合、局部聚集”的格局。祖先状态重建(ASR)分析表明,RA曾发生多次独立的“鸭向鸡”溢出(spillover)事件,证实了其跨宿主传播特征,而非严格的宿主特异性演化。尽管如此,鸡源菌株中已出现初步的基因分化,且部分特定的毒力基因在鸡源菌株中显著富集。
在毒力与适应机制方面,本研究首次在鸡源鸭疫里默氏杆菌中鉴定并证实了vapX-like-vapD这一功能性II型毒素-抗毒素(TA)系统。该系统位于质粒pRASD上,实验表明其能显著增强细菌的生物膜形成能力、胞内生存能力以及对抗生素的耐受性(persistence)。
泛基因组分析显示,RA拥有一个开放型的泛基因组,赋予了其高度的遗传可塑性。同时,对不同宿主来源RA菌株的抗生素耐药基因(ARGs)进行地理分布和时间动态分析,发现其具有高度的异质性,表明,鸭疫里默氏杆菌在向鸡传播的过程中并未受到严格的宿主特异性限制,但已表现出早期的基因分化迹象。本研究首次发现了pRASD质粒及其携带的vapX-like-vapD,功能研究发现,其与细菌生物膜形成,耐药及体内定植有关,揭示了RA适应性演化和毒力增强的关键机制。这一成果深化了对病原体跨宿主传播规律的认识,并强调了对鸡源RA及其新型可移动遗传元件进行持续监测的重要性。

山东农业大学为论文的第一完成单位,山东农业大学动物医学院成子强教授团队联合培养博士生孟凡润、硕博连读博士生李睿琪为该论文共同第一作者,成子强教授为该论文的通讯作者。团队在读联合培养博士生崔熙尧,在读硕士生于彦城、张昕怡、代文杰、孙丽丰等参与了该项研究。该研究获泰山学者人才工程、山东省重点研发计划以及山东省现代农业产业技术体系项目支持。
论文链接:https://doi.org/10.1080/21505594.2026.2711521