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鸡球虫病是一种重要的寄生虫性原虫病,对全球养禽业造成巨大的经济损失。目前公认的鸡艾美耳球虫有7种,即柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)、毒害艾美耳球虫(Eimeria necatrix)、布氏艾美耳球虫(Eimeria brunetti)、堆型艾美耳球虫(Eimeriaacervulina)、巨型艾美耳球虫(Eimeria maxima)、和缓艾美耳球虫(Eimeria mitis)和早熟艾美耳球虫(Eimeria praecox),本论文以引发鸡球虫病的艾美耳球虫不同种株为研究对象,开展其分子鉴定、核糖体ITS、线粒体细胞色素氧化酶亚基I(coxl)基因及柔嫩艾美耳球虫线粒体全基因组的序列测定和分析研究。
本研究的第一部分对经单卵囊接种分离法获得的17个鸡艾美耳球虫的不同种株进行卵囊DNA的提取后,用Femandez等(2003)报道的球虫种特异引物Tn-01、Mx-01、Ac-01、Ne-01、Br-01、Pr-01和Mt-01做特异PCR扩增,对虫种进行分子鉴定并确定是否为纯种。实验结果显示,上述特异引物除Mt-01外均能扩增出相应的清晰的目的条带,证实该17个鸡艾美耳球虫虫株分别为柔嫩艾美耳球虫、巨型艾美耳球虫、堆型艾美耳球虫、毒害艾美耳球虫、布氏艾美耳球虫以及早熟艾美耳球虫虫株。同种的不同虫株扩增出的条带大小相同,不同种的虫株扩增出的条带大小不同,分别约为540bp、270bp、810bp、200bp、680bp、400bp。有效的鉴别出实验虫株均为纯种,也证实了这7种引物具有较好的特异性。该结果说明了特异PCR能够快速、有效地鉴别艾美耳球虫虫种,为进一步研究艾美耳球虫的分子生物学研究奠定了一定的基础。用本研究中所用的特异PCR方法对艾美耳球虫种类的鉴定具有一定的实用价值,可以运用于实际生产中对艾美耳球虫混和感染种类的鉴别诊断。
本研究的第二部分对艾美耳球虫的核糖体内转录间隔区(ITS)进行了核苷酸序列的测定及分析。利用Wayne等(2000)报道的引物WWl和WW4r,对第一部分研究中经特异PCR鉴定为纯种的艾美耳球虫进行rDNA ITS(包括ITS-1、5.8S和IST-2)的PCR扩增,克隆及序列分析。结果显示,不同个体间的5.8S rDNA序列没有差异,不同种的ITS-1和ITS-2的序列中存在的差异较大;相同种的艾美耳球虫的ITS-1和ITS-2的相似性相对较高,其中ITS-1的相似性为92.9%-100%,ITS-2的相似性为90%-100%;而不同种艾美耳球虫ITS-1和ITS-2序列相似性较低,说明ITS序列能够有效的区分不同种的艾美耳球虫。本试验研究结果为艾美耳球虫虫株的种类鉴别提供了更加可靠的依据,为进一步研究鸡艾美耳球虫的遗传变异特征奠定了基础。
本研究的第三部分对艾美耳球虫线粒体coxl基因和柔嫩艾美耳球虫线粒体基因组全序列进行测定和分析,从线粒体基因的角度,开展对艾美耳球虫遗传变异的研究。通过设计的coxl保守引物,所有的实验样品均成功地扩增出线粒体cox1基因部分序列(pcoxl),扩出的目的条带大小相同,均为800 bp左右,且无非特异性条带。将测序结果在NCBI网上做Blast比较分析,结果显示通过coxl鉴别显示的虫株种类跟前面实验中所用的特异PCR、ITS序列分析方法所得的结果相同。经过相似性、变异性和遗传关系分析,显示艾美耳球虫种间差异为1.7%-15.8%,种内差异为0-1.1%。种内差异小于种间差异,说明pcoxl序列能为艾美耳球虫提供遗传标记,为鸡艾美耳球虫的临床鉴别诊断提供有效的分子标记。与ITS序列分析所得的结果比较说明,艾美耳球虫线粒体coxl基因的变异性小于ITS序列。
在线粒体coxl基因的基础上,以长PCR方法扩增了柔嫩艾美耳球虫线粒体的全基因组序列。长PCR均成功地扩增出序列片段,目的条带约为6kb,且无非特异条带,说明该引物特异性好。将所测得的序列跟网上相关原虫线粒体全基因组序列进行对比和分析,确定了柔嫩艾美耳球虫线粒体基因组结构。基因组包括3蛋白质基因、15个RNA基因;蛋白质基因是:细胞色素c氧化酶亚基I、III(coxl、cox3)和细胞色素b(cytb),15个rRNA基因片段包括大rRNA(LSU)和小rRNA(SSU)基因片段。本实验首次获得鸡柔嫩艾美耳球虫线粒体基因组全序列,丰富了原虫线粒体基因组研究资料。