二、关键发现:ARGs、质粒与噬菌体的宿主网络
1. 抗生素抗性基因(ARGs)的宿主分布
数量与类型:研究检测到1,137个ARGs,平均每个细胞携带0.9个拷贝,以多重耐药(0.3拷贝/细胞)、四环素(0.2拷贝/细胞)为主。
宿主偏好性:ARGs主要分布于变形菌门(Proteobacteria, 41.8%)和微小菌门(Patescibacteria, 14.2%),且32.8%的ARGs位于质粒上,凸显水平基因转移(HGT)的风险。

图 | 通过单细胞测序验证的ARGs宿主关系
2. 质粒:基因转移的“快递员”
活跃的HGT:10,450个质粒片段中,17.6%携带接合转移基因(如MOBQ、MOBP1)。质粒在变形菌门、厚壁菌门(Firmicutes_A)间频繁交换,甚至跨门转移(如Patescibacteria与蓝藻门)。
拷贝数差异:厚壁菌门平均携带4.7个质粒片段/细胞,显著高于其他类群。

图 | 通过单细胞测序验证的质粒宿主关系
3. 噬菌体:隐形的基因驱动者
主导类群:1,343个噬菌体序列中,91.4%属于有尾噬菌体目(Caudoviricetes)。
广谱感染:部分噬菌体可跨门感染宿主(如Patescibacteria的噬菌体同时感染变形菌门),可能加速ARGs传播。

图 | 通过单细胞测序验证的噬菌体宿主关系