薄薄的gemmata smcliglobus具有许多膜限制区域。“细胞质”(黄色),“ Periplasm”(蓝色),DNA(红色),聚磷酸盐包容(黑色),根据Santarella-Mellwig R等人修饰,Plos Biol(2013)11:E1001565。图片来源:Rachel Santarella(Embl,Heidelberg,Electron显微镜)和Harald Engelhardt(MPI,Martinsried)用于假色。
虽然传统的依赖培养的方法可以有效检测某些微生物,但市政饮用水 (DW) 微生物组的综合组成,包括细菌、古菌和病毒,仍然未知。宏基因组测序为准确确定和分析 DW 的整个微生物群落打开了大门,全面了解 DW 物种多样性,特别是在 COVID-19 时代的公共卫生问题背景下。在这项研究中,我们发现大多数可培养细菌和一些粪便指示菌,如大肠杆菌和铜绿假单胞菌,在所有样品中均无法使用依赖培养的方法培养。然而,宏基因组分析表明,DW 样品中的主要细菌种类属于变形菌门和浮霉菌门。值得注意的是,甲基杆菌属在所有水样中最为丰富,其次是鞘氨醇单胞菌、芽生菌和固氮螺菌。虽然检测到了低水平的毒力相关因子,例如 Esx-5 VII 型分泌系统 (T7SS) 和 DevR/S,但仅在一个样本中以低丰度鉴定出红霉素抗性基因 erm (X),一种 rRNA 甲基转移酶。在一些样本中鉴定出了与毒力和抗性基因相对应的宿主,包括分枝杆菌属。在一些 DW 样本中发现了微量的古细菌 DNA(Euryarchaeota、Cren archaeota)。使用胶体金和实时逆转录聚合酶链反应 (RT ‒ PCR) 方法,所有 DW 样本中的轮状病毒、柯萨奇病毒、人类肠道病毒和 SARS-CoV-2 等病毒均为阴性。然而,在一些 DW 样本中发现了编码新目逆转录病毒(Ortervirales)和疱疹病毒目的 DNA。整个微生物群落的代谢途径涉及细胞间通讯和信号分泌,有助于水中不同微生物种群之间的合作。本研究利用培养依赖方法和宏基因组测序结合生物信息学工具,深入了解了 COVID-19 大流行期间中国杭州 DW 的微生物群落和代谢过程。