The outbreak of a novel corona Virus Disease 2019 (COVID-19) in the city of Wuhan, China has resulted in more than 1.7 million laboratory confirmed cases all over the world. Recent studies showed that SARS-CoV-2 was likely originated from bats, but its intermediate hosts are still largely unknown. In this study, we assembled the complete genome of a coronavirus identified in 3 sick Malayan pangolins. The molecular and phylogenetic analyses showed that this pangolin coronavirus (pangolin-CoV-2020) is genetically related to the SARS-CoV-2 as well as a group of bat coronaviruses but do not support the SARS-CoV-2 emerged directly from the pangolin-CoV-2020. Our study suggests that pangolins are natural hosts of Betacoronaviruses. Large surveillance of coronaviruses in pangolins could improve our understanding of the spectrum of coronaviruses in pangolins. In addition to conservation of wildlife, minimizing the exposures of humans to wildlife will be important to reduce the spillover risks of coronaviruses from wild animals to humans.

Abstract The outbreak of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) issued a significant and urgent threat to global health. The exact animal origin of SARS-CoV-2 remains obscure and understanding its host range is vital for preventing interspecies transmission. Previously, we have assessed the target cell profiles of SARS-CoV-2 in pets, livestock, poultry and wild animals. Herein, we expand this investigation to a wider range of animal species and viruses to provide a comprehensive source for large-scale screening of potential virus hosts. Single cell atlas for several mammalian species (alpaca, hamster, hedgehog, chinchilla etc.), as well as comparative atlas for lung, brain and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) for various lineages of animals were constructed, from which we systemically analyzed the virus entry factors for 113 viruses over 20 species from mammalians, birds, reptiles, amphibians and invertebrates. Conserved cellular connectomes and regulomes were also identified, revealing the fundamental cell-cell and gene-gene cross-talks between these species. Overall, our study could help identify the potential host range and tissue tropism of SARS-CoV-2 and a diverse set of viruses and reveal the host-virus co-evolution footprints.

Abstract Background Archipelagos and oceanic islands often present high percentage of endemism due to rapid speciation. The Malayan pangolin is a species distributing at both mainland (southern Yunnan, China) and oceanic islands via Malayan peninsula, which may result in deep differentiation among populations. In-depth investigation of population structure and genetic consequences for such species is of vital importance for their protection and conservation, practically for the critically endangered Malayan pangolin that is suffering from poaching, illegal trade, and habitat loss. Results Here we carried out a large-scale population genomic analysis for Malayan pangolins, and revealed three highly distinct genetic populations in this species, two of which are now being reported for the first time. Based on multiple lines of genomic and morphological evidence, we postulate the existence of a new pangolin species ( Manis _1). Genetic diversity and recent inbreeding were both at a moderate level for both Malayan pangolins and Manis _1, but mainland Malayan pangolins presented relatively lower genetic diversity, higher inbreeding and fitness cost than island populations. Conclusions We found extremely deep and graded differentiation in Malayan pangolins, with two newly discovered genetic populations and a new pangolin species that is closely related to the Philippine pangolin than the typical Malayan pangolin, but a distant relative of the Indian pangolin. Anthropogenic factors did not significantly weaken the basis of genetic sustainability for Malayan pangolins, but mainland Malayan pangolins should be paid more attention for conservation due to higher genetic risks than island populations.

Abstract Long non-coding RNAs (lncRNAs) play important regulatory roles in milk biological processes. While, little is known about the identification and function of swine lncRNAs in response to mammary gland development. Here, we identified 286 differentially expressed (DE) lncRNAs in mammary gland at different stages from 14 days prior to (-) parturition to day 1 after (+) parturition using the published RNA-seq data. The expression pattern of these DE lncRNAs was examined, and most of lncRNAs expressions were strongly changed from Day −2 to Day +1. Functional annotation revealed that the DE lncRNAs were mainly involved in the mammary gland developing, lactation developing, milk composition metabolism and colostrum function. By performing the weighted gene co-expression network analysis (WGCNA), we identified 7 out of 12 lncRNA-mRNA modules, including 35 lncRNAs and 319 mRNAs, which were highly associated with the mammary gland at Day −14, Day −2 and Day +1. Integrated analysis of the DE lncRNAs expression pattern examination, targets prediction, function annotation and WGCNA suggested that 18 lncRNAs (such as, XLOC_020627, ENSSSCG00000051193, XLOC_025150, ENSSSCG00000042618, XLOC_963181, ENSSSCG00000051701, XLOC_018030 , and XLOC_025146 ) and their 20 target genes (such as, ACTN4, ADCY1, CSN3, SMO, CSN2, PRKAG2, FIBCD1 , and GALNT7 ), were considered as the promising candidates for swine parturition and colostrum occurrence processes. Our research provided the insights into lncRNA profiles and their regulating mechanisms from colostrogenesis to lactogenesis in swine.

Unprotected areas with endangered species generally face severe human disturbance. Domestic dogs are a special form of human disturbance and are sympatrically distributed with critically endangered Chinese pangolins in remote mountainous regions of Guangdong, China. Conflicts in habitat utilization between domestic dogs and Chinese pangolins have rarely been evaluated, yet these conflicts might result in a decline in population viability in the wild. To address how domestic dogs affect Chinese pangolins (Manis pentadactyla) in spatiotemporal niches, we used camera traps to obtain information on the distribution and activity of Chinese pangolins and GPS collars to track free-ranging domestic dog activity in the Wuqinzhang and Pengzhai forest areas of Guangdong, China. Combined with environmental variables, we used individual and cave locations to predict a potentially suitable habitat for Chinese pangolins with Maxent. We used the minimum convex polygon method (MCP) to obtain the home ranges of the domestic dogs. Then, we calculated the overlap between the potentially suitable habitat for Chinese pangolins and the home ranges of free-ranging domestic dogs. In the temporal niche, we compared the daily activity rhythms between domestic dogs and Chinese pangolins and assessed the influences of domestic dogs on Chinese pangolins through avoidance–attraction ratios (AARs). Our results show that the potentially suitable habitat of the Chinese pangolin comprises only approximately 24% of the Wuqinzhang forest area and 12% of the Pengzhai forest area. The percentages of habitat overlap were approximately 48% and 71% in the Wuqinzhang and Pengzhai forest areas, respectively. There was less overlap in the temporal niche between Chinese pangolins and free-ranging domestic dogs, but their AAR was significant. Our results reveal that the Chinese pangolin is facing severe disturbances from free-ranging domestic dogs in spatial niches in unprotected areas. We suggest that assessments of Chinese pangolins’ survival status should be conducted as soon as possible, especially in unprotected areas. To expand and optimize established nature reserves for the Chinese pangolin, further strengthening of domestic dog management is necessary.

Pangolin is one of the most endangered mammals with many peculiar characteristics, yet the understanding of its sensory systems is still superficial. Studying the genomic basis of adaptation and evolution of pangolin's sensory system is expected to provide further potential assistance for their conservation in the future. In this study, we performed a comprehensive comparative genomic analysis to explore the signature of sensory adaptation and evolution in pangolins. By comparing with the aardvark, Cape golden mole, and short-beaked echidna, 124 and 152 expanded gene families were detected in the genome of the Chinese and Malayan pangolins, respectively. The enrichment analyses showed olfactory-related genomic convergence among five concerned mammals. We found 769 and 733 intact OR genes, and 704 and 475 OR pseudogenes in the Chinese and Malayan pangolin species, respectively. Compared to other mammals, far more intact members of OR6 and OR14 were identified in pangolins, particularly for four genes with large copy numbers (OR6C2, OR14A2, OR14C36, and OR14L1). On the genome-wide scale, 1,523, 1,887, 1,110, and 2,732 genes were detected under positive selection (PSGs), intensified selection (ISGs), rapid evolution (REGs), and relaxed selection (RSGs) in pangolins. GO terms associated with visual perception were enriched in PSGs, ISGs, and REGs. Those related to rhythm and sound perception were enriched in both ISGs and REGs, ear development and morphogenesis were enriched in ISGs, and mechanical stimulus and temperature adaptation were enriched in RSGs. The convergence of two vision-related PSGs (OPN4 and ATXN7), with more than one parallel substituted site, was detected among five concerned mammals. Additionally, the absence of intact genes of PKD1L3, PKD2L1, and TAS1R2 and just six single-copy TAS2Rs (TAS2R1, TAS2R4, TAS2R7, TAS2R38, TAS2R40, and TAS2R46) were found in pangolins. Interestingly, we found two large insertions in TAS1R3, distributed in the N-terminal ectodomain, just in pangolins. We found new features related to the adaptation and evolution of pangolin-specific sensory characteristics across the genome. These are expected to provide valuable and useful genome-wide genetic information for the future breeding and conservation of pangolins.

The outbreak of 2019-nCoV pneumonia (COVID-19) in the city of Wuhan, China has resulted in more than 60,000 laboratory confirmed cases, and recent studies showed that 2019-nCoV (SARS-CoV-2) could be of bat origin but involve other potential intermediate hosts. In this study, we assembled the genomes of coronaviruses identified in sick pangolins. The molecular and phylogenetic analyses showed that pangolin Coronaviruses (pangolin-CoV) are genetically related to both the 2019-nCoV and bat Coronaviruses but do not support the 2019-nCoV arose directly from the pangolin-CoV. Our study also suggested that pangolin be natural host of Betacoronavirus, with a potential to infect humans. Large surveillance of coronaviruses in pangolins could improve our understanding of the spectrum of coronaviruses in pangolins. Conservation of wildlife and limits of the exposures of humans to wildlife will be important to minimize the spillover risks of coronaviruses from wild animals to humans.

Pangolins have been found to carry severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS‐CoV‐2)‐related coronaviruses. In light of this discovery, interest has been piqued in viromes of these heavily trafficked wild animals. In this study, we performed viral metagenomic sequencing to explore viromes of both confiscated dead pangolins and captive healthy pangolins. Sequence reads of vertebrate‐associated viruses in Herpesviridae , Retroviridae , Iridoviridae , Reoviridae , Arenaviridae , and Flaviviridae were detected in confiscated dead pangolins. A novel rotavirus (RV) ( Reoviridae ), showing a high degree of genetic similarity to the RV species D (RVD) that was previously unreported in mammals, was further confirmed by using reverse transcription‐polymerase chain reaction (RT‐PCR) and Sanger sequencing. Three out of 18 samples from the confiscated dead pangolins were positive for genomic sequences of the novel RV. Importantly, sequence alignments and phylogenetic analyses demonstrated that these RV strains genetically belonged to the RVD. Nevertheless, these novel RVD strains were divergent from known RVD strains that have been found only in Avian. They formed a separate genetic cluster. Five serial passages were attempted to isolate the RV, but no live virus was obtained. In addition, fecal samples were collected from healthy pangolins ( n = 41) in our institution and screened for RVs by viral metagenomic sequencing and RT‐PCR. In these fecal samples, neither species D nor previously identified species A RVs were detected. This study reported RVDs in pangolin samples for the first time to our knowledge. Identifiability disagreements between wild and captive pangolins highlight the need for further exploration into pangolin viruses to better understand their emergence and transmission potential.

Abstract A few animals have been suspected to be intermediate hosts of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). However, a large-scale single-cell screening of SARS-CoV-2 target cells on a wide variety of animals is missing. Here, we constructed the single-cell atlas for 11 representative species in pets, livestock, poultry, and wildlife. Notably, the proportion of SARS-CoV-2 target cells in cat was found considerably higher than other species we investigated and SARS-CoV-2 target cells were detected in multiple cell types of domestic pig, implying the necessity to carefully evaluate the risk of cats during the current COVID-19 pandemic and keep pigs under surveillance for the possibility of becoming intermediate hosts in future coronavirus outbreak. Furthermore, we screened the expression patterns of receptors for 144 viruses, resulting in a comprehensive atlas of virus target cells. Taken together, our work provides a novel and fundamental strategy to screen virus target cells and susceptible species, based on single-cell transcriptomes we generated for domesticated animals and wildlife, which could function as a valuable resource for controlling current pandemics and serve as an early warning system for coping with future infectious disease threats.