蝙蝠是众多高致病性病毒的天然储存宿主,可携带大量病原体却鲜有显著病症,这一免疫悖论一直是进化生物学与病毒学领域的核心科学问题。中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)作为SARS样冠状病毒的关键自然宿主,是开展蝙蝠宿主-病毒互作研究极具潜力的特色模式物种。受限于复杂区域组装技术瓶颈,重复序列、着丝粒、性染色体与MHC免疫基因簇等区段在既往基因组中大量缺失,遗留大量未解析区域(PURs),制约了对其免疫适应、种群分化及性染色体演化机制的深入解析。
为解决上述问题,学院黄广平教授团队构建了中华菊头蝠端粒到端粒(T2T)无间隙基因组T2TRSC1.0。研究整合群体基因组、脾脏单细胞转录组、比较基因组学与体外免疫刺激功能实验,系统阐释该物种Y染色体演化、种群遗传分化、免疫适应及宿主-病毒互作的分子基础。
该研究具有重要的科学意义,主要体现在以下几个方面:
1. 构建中华菊头蝠无缺口T2T基因组,建立非模式动物完成图组装范式
通过PacBio HiFi、超长ONT测序结合HiC、Bionano光学图谱技术,组装获得中华菊头蝠无缺口基因组T2TRSC1.0(2.14 Gb),包含17对常染色体及完整X、Y性染色体,组装QV达到49.14。相较于此前发布的参考基因组,contig N50提升3.37倍,填补了129.19 Mb的PURs,校正170处大片段倒置等组装错误;新注释848个基因,同时鉴定FOXM1TEAD4RHNO1TULP3串联基因簇,为蝙蝠细胞稳态调控、长寿机制研究提供新靶点。该数据集为蝙蝠适应性演化与宿主—病毒互作研究提供关键数据资源。
2. 填补蝙蝠 Y 染色体组装空白
完整解析33.75 Mb的Y染色体,注释131个蛋白编码基因与5个假基因;识别蝙蝠 X‑Y 染色体 4 个演化层,拓展了对哺乳动物性染色体演化的认知。
3. 解析宿主遗传与病毒多样性的关联
精准重构复杂 MHC 免疫基因座,发现中华菊头蝠 MHC‑I 发生拷贝数扩张;结合52只野外个体重测序,划分出东南、中西部、西南三大遗传支系;发现MHC 多态性与种群病毒多样性显著关联,西南种群MHC区域核苷酸多样性最高,肠道病毒群落多样性也显著更高,为野生动物宿主病毒共多样化提供野外实证。
4. 菊头蝠抗病毒免疫激活与炎症反应抑制的权衡机制
结合比较基因组、脾脏单细胞图谱与体外免疫刺激实验,发现促炎基因IL36A在菊头蝠属假基因化,多个抗病毒、抗原呈递相关基因受正选择;蝙蝠脾脏先天免疫细胞占比高于人和小鼠。功能实验显示,中华菊头蝠并非简单免疫抑制,而是演化出干扰素通路激活、炎症应答适度抑制的协同策略,实现与病毒长期共存。

图 菊头蝠抗病毒免疫激活与炎症反应抑制的权衡机制

综上,该研究不仅构建翼手目动物高质量参考基因组资源,更支撑中华菊头蝠作为蝙蝠演化、免疫及与宿主—病原互作研究的模式物种,为蝙蝠与病毒共演化机制解析、野生动物演化免疫学研究提供重要数据支撑与全新研究视角。该研究成果以“Gapless complete genome and multiomics illuminate immune adaptation and host–virus interactions in a coronavirus reservoir”为题于2026年10月28日发表在《Advanced Science》期刊(IF5y=15.6)。学院2024级硕士研究生王雨婷、张盛、欧阳林霞为共同第一作者,黄广平教授和魏辅文院士为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部基础资源调查专项等项目的资助。
论文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.78422