瘤胃是奶牛体内重要的消化器官，其微生物生态系统对奶牛的生产性能和饲料效率（FE）有着重要影响。目前对瘤胃细菌和古菌的研究比较多，而对瘤胃病毒的研究较少，且现有的瘤胃病毒研究大多是基于二代测序技术，短读长测序性价比高，但是短板也很明显，特别是在序列重复或结构变化高的区域。
近期，凌恩客户浙江大学团队于2025年1月16日在期刊Microbiome上发表题为“Rumen DNA virome and its relationship with feed efciency in dairy cows”的文章，通过整合2+3（NGS+HiFi）测序技术，进行混合组装，显著提升病毒基因组完整性和注释率，三代测序有效弥补了NGS测序短读长的缺陷，对奶牛瘤胃DNA病毒组及其与饲料效率的关系进行了深入研究，为理解瘤胃微生物生态和提高奶牛生产性能提供依据。
实验设计流程图
测序技术
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NGS测序（平均40.51Gb/样本）：
选取30头泌乳中期奶牛（高饲料效率HE和低饲料效率LE各15头），采集瘤胃液样本。
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HIFI测序（15.60 Gb）：
选取一个高饲料效率奶牛瘤胃液样本。
研究结果
1. NGS与NGS+HiFi混合组装的比较
NGS+HiFi得出的vOTU平均长度明显长于仅从NGS获得的vOTU；NGS+HiFi得出的vOTU质量优于仅从NGS获得的vOTU。具体而言，完整的vOTU数量增加了91.6%，从132个增加到253个，与单独使用NGS相比，使用NGS+HiFi后，完整、高质量和中等质量vOTU（完整性≥50）的总体比例从7.8%提高到20.0%。
2. 病毒组概况
共鉴定出6922个vOTUs，其中56.24%是新发现的。这些vOTUs中，裂解性病毒有4716个，温和性病毒有1961个。在病毒家族层面，Siphoviridae是最主要的家族。病毒的宿主主要为Firmicutes_A和Bacteroidota。
3. 辅助代谢基因AMG
共注释出2382个AMGs，涉及多种代谢途径。其中，与碳代谢相关的AMGs数量最多。不同类型病毒的AMGs存在差异，裂解性病毒的AMGs在功能类别上更为多样。
4. 病毒-宿主关联
研究预测出2232个病毒-宿主关联，多数vOTUs与单一宿主相连。裂解性和温和性病毒的宿主主要分布在Firmicutes_A和Bacteroidota，且病毒与宿主之间存在相关性。
5. 病毒影响FE的机制
HE和LE组在不同分类学水平上存在显著性的病毒丰度差异。研究提出两种瘤胃病毒影响FE的机制。一是裂解性病毒可裂解与FE相关的宿主细菌，影响瘤胃微生物群落结构和功能，进而降低FE；二是病毒编码的AMGs可调解宿主代谢提高FE。
本研究借助HIFI测序技术，全面解析了奶牛瘤胃DNA病毒组，揭示了瘤胃病毒的结构、功能、多样性病毒-宿主关联以及AMG对FE的影响。为深入理解瘤胃微生物生态和提高奶牛生产性能提供了理论依据。
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参考文献：Rumen DNA virome and its relationship with feed efciency in dairy cows.Microbiome，2025.