【摘 要】
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肠贾第虫(Giardia intestinalis)是一种重要的人兽共患寄生虫,可感染包括人在内的多种哺乳动物。奶牛是一种重要的经济动物,感染肠贾第虫后引起腹泻、发育不良等症状,造成经济损失,同时对人体健康也存在潜在威胁。寄生虫的进化潜力取决于其遗传多样性的分布、流动和程度等,分子生物学方法能较好地反映寄生虫的进化和遗传多样性。目前,国内外虽有奶牛犊牛感染肠贾第虫的报道,但四川地区尚无相关报道,同
【基金项目】
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国家重点研发计划(2018YFD0500900); 成都大熊猫繁育研究基金会项目(CPF2017-05,CPF2015-4);
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肠贾第虫(Giardia intestinalis)是一种重要的人兽共患寄生虫,可感染包括人在内的多种哺乳动物。奶牛是一种重要的经济动物,感染肠贾第虫后引起腹泻、发育不良等症状,造成经济损失,同时对人体健康也存在潜在威胁。寄生虫的进化潜力取决于其遗传多样性的分布、流动和程度等,分子生物学方法能较好地反映寄生虫的进化和遗传多样性。目前,国内外虽有奶牛犊牛感染肠贾第虫的报道,但四川地区尚无相关报道,同时对牛源集聚体E的种群遗传进化缺乏系统分析。本试验对四川省部分集约化养殖场和散养户奶牛犊牛进行肠贾第虫的感染调查,并采用多位点基因分型方法(Multilocus genotyping,MLG)对虫种进行基因型鉴定。此外,整合国内现有数据,对奶牛源肠贾第虫集聚体E进行种群遗传多样性分析,丰富对奶牛源肠贾第虫的分子进化以及种群结构分析。本试验于2016年6月至2018年11月期间,以四川省成都市为中心,辐射周边13个地区(包括7个集约化养殖场和6个散养户),共采集584份奶牛犊牛(年龄<12月龄)新鲜粪便(其中断奶前278份,断奶后306份)。提取粪便DNA后,通过巢式PCR扩增β-贾第素(β-giardin,bg)基因、谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,gdh)基因和磷酸丙糖异构酶(triose phosphate isomerase,tpi)基因,扩增产物测序、比对并进行系统发育进化树分析。结果表明,采样地区奶牛犊牛肠贾第虫总感染率为26%(152/584),断奶前奶牛犊牛感染率9.4%(26/278),显著低于断奶后犊牛感染率41.2%(126/306)(P<0.01,X2=76.623,df=1);集约化养殖场、散养地区断奶前奶牛犊牛感染率分别为10.3%(20/195)和7.2%(6/83),集约化养殖场、散养地区断奶后奶牛犊牛感染率分别为45.3%(63/139)和37.8%(63/167),不同养殖模式下断奶前(p=0.428,X2=0.629,df=1)、断奶后(P=0.179,X2=1.809,df=1)奶牛犊牛感染率差异均不显著。肠贾第虫阳性样品以家畜特异型集聚体E检出为主(92.8%,141/152),伴随人畜共患型集聚体A(亚型为AI)检出(2%,3/152),存在集聚体A/E混合感染(5.2%,8/152)。集聚体A及混合感染情况仅在断奶后犊牛中检出(8.7%,11/126)。对集聚体进一步分析,在bg、tpi和gdh三个基因位点分别检出15、14、18种基因亚型,bg位点发现7个新基因亚型(E14-E20),tpi位点发现3个新基因亚型(E23-E25),gdh位点发现7个新基因亚型(E19-E25),反映出多样性较高的特点。多位点序列分型(MLG)表明,118份样品在三个位点均成功扩增,形成60个MLG亚型,包括52个MLG E亚型,1个MLG A亚型,7个MLG A/E混合亚型。对本试验鉴定得到的110条肠贾第虫MLG E序列和我国其他地区已报道的(江苏、新疆、河南、甘肃、宁夏、陕西、广东和上海,共8个地区)541条奶牛犊牛肠贾第虫MLG E序列进一步进行种群遗传多样性分析。结果显示,我国奶牛源肠贾第虫集聚体E种群共检测出220个单倍型,呈现出高单倍型多样性水平(Hd=0.97225)和低核苷酸多样性水平(π=0.00259)特征。我国9个地区总体中性检验值(Tajima’s D和Fu’s Fs)均为显著负值,错配分布图(Mismatch distribution)成单峰曲线,表明我国奶牛源肠贾第虫集聚体E发生过种群扩张。遗传分化指数(FST)和基因流(Nm)结果表明,我国奶牛源肠贾第虫集聚体E总体遗传分化程度不高,基因交流较为频繁,结合分子变异(AMOVA)分析,群体内部遗传变异(81.7%)高于种群间遗传变异(18.3%),表明种群间遗传分化程度较低。单倍型网络图和系统发育进化树结果表明,各种群间没有因地理区域不同而显示出特定的遗传分化结构,也未观测到地理隔离现象。综上所述,四川被调查地区奶牛犊牛存在肠贾第虫感染,断奶前犊奶牛感染率显著低于断奶后犊奶牛,不同养殖模式下感染率无显著差异。检测出家畜特异型集聚体E、人兽共患集聚体A及A/E混合型。我国奶牛源肠贾第虫集聚体E种群间存在较高的基因流,整体种群遗传分化不明显,未观测到明显地理隔离现象。
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