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微孢子虫(Microsporidia)是一类细胞内专性寄生的单细胞真核生物,在自然界已发现的微孢子虫有150个属,约1300个种,是经济昆虫、鱼类、兔类、皮毛动物、灵长类的常见病原。目前发现的微孢子虫中至少5个属13个种能感染家蚕,8个属14个种与人类疾病有关。微孢子虫隶属原生动物界(Protisia)、微孢子虫门(Microspora)、微孢子虫纲(Microsporea)、微孢子虫目(Microsporida)。但近期研究将微孢子虫归属于真菌界,并与鞭毛真菌亚门的内寄生壶菌(类似于Rozella allomycis)的进化关系比较紧密。由于微孢子虫与人类的免疫抑制疾病有关以及它的倍受科学界争议的进化地位,使之成为世界关注的热点。家蚕微孢子虫(Nosemabombycis)主要寄生于家蚕,由其引发的微粒子病,是家蚕的毁灭性病害。由于其能经卵传播而被列为蚕丝生产国的唯一检疫对象。大部分微孢子虫有一定的寄主专一性,但也有寄主域较广的微孢子虫。家蚕微孢子虫除寄生于家蚕外,还可以寄生于其他40余种昆虫。微孢子虫的变异不仅表现在形态上的变化,而且也表现在分子水平上的变化。家蚕微孢子虫CQ1分离株保藏于中国兽医微生物菌种保藏管理中心,是由西南大学蚕病研究室从重庆地区病蚕体内分离。本研究室在利用家蚕微孢子虫CQ1分离株进行基因组研究时,发现CQ1分离株内存在较大遗传多样性。本研究通过对家蚕微孢子虫SSU rDNA、rDNA-ITS、rDNA-IGS、Sec61β5′上游序列(Nb-IGS1)和Hsp70 5′上游序列(Nb-IGS2)进行分析,并结合GenBank中Nosema属微孢子虫的同源序列,分别构建rDNA-ITS和rDNA-IGS系统树,对家蚕微孢子CQ1分离株的遗传多样性进行了初步研究,得到如下结论:1、家蚕微孢子虫rDNA基因及其间隔区序列分析通过PCR扩增了家蚕微孢子虫CQ1分离株的完整16S rDNA基因序列。序列分析表明,在测序的5个克隆中,基因大小都为1232bp,它们之间的相似性为99.3%。其SSU rDNA基因存在着单核苷酸的转换和颠换,多态性位点的位置为387A/G,409A/r,778T/C,886A/G,914C/A,942C/A,1111G/T,1153C/T和1199T/C。序列登录号为EU350389—EU350393。利用特异引物进行聚合酶链式反应以扩增家蚕微孢子虫CQ1分离株rDNA-ITS基因,经PCR反应扩增出长502~512bp的家蚕微孢子虫rDNA-ITS基因序列。完成了rDNA-ITS13个克隆测序,有3个克隆序列相同,与GenBank中序列号为AY259631的家蚕微孢子虫序列相似性为93%;另外其它克隆序列与GenBank中的家蚕微孢子虫序列相似性为92%~99%之间。序列比对发现家蚕微孢子虫rDNA-ITS基因存在着单核苷酸的转换和颠换,以及插入和缺失,并且差异位点大多位于ITS区域内。在ITS范围内有42个变异位点,3个1~2bp的插入和15个位点的缺失。序列登录号为EU350394—EU350406。利用微孢子虫5S rDNA和16S rDNA保守序列设计特异引物以扩增家蚕微孢子虫CQ1分离株rDNA-IGS序列片段,经PCR反应扩增出全长851~857 bp的家蚕微孢子虫rDNA-IGS序列片段。在完成测序的17个克隆中,有4个克隆序列一致,还有4个克隆两两序列一致。序列比对发现家蚕微孢子虫rDNA-IGS序列片段中IGS是个高变异的区域,其两侧的基因保守。在IGS区域内,有50%的碱基位点可以发生变化,包括单核苷酸的转换和颠换,以及碱基的插入或缺失。序列登录号为EU350372—EU350388。以小菜蛾微孢子虫(Nosema plutellae)和柞蚕微孢子虫(Nosema antheraeae)作为外群对照(outgroup),分别构建rDNA-ITS和rDNA-IGS系统进化树。结果表明,家蚕微孢子虫CQ1分离株个体之间遗传分化比较明显,且与地理分布无明显关系。2家蚕微孢子虫编码基因间区序列分析利用特异引物进行聚合酶链式反应以扩增家蚕微孢子虫CQ1分离株Sec61β5′上游450bp左右长度的基因间区序列(Nb-IGS1),经PCR反应扩增出437~450bp的家蚕微孢子虫Nb-IGS1序列。在测序的14个克隆中,有4个克隆序列一致,还有4个克隆两两序列一致。序列比对发现家蚕微孢子虫Nb-IGS1序列中存在单核苷酸的转换和颠换,以及碱基的缺失,在450bp范围内有13个变异位点,一个GCGTTTA缺失和一个TAAATT缺失。利用特异引物进行聚合酶反应以扩增家蚕微孢子虫CQ1分离株Hsp70 5′上游289bp左右长度的基因间区序列(Nb-IGS2),经PCR反应扩增出289bp的家蚕微孢子虫Nb-IGS2序列。在测序的14个克隆中,有13个克隆序列一致。序列比对发现,在289bp范围内,只有一个C174→A的颠换。序列登录号为EU350407和EU350408。结论:通过对家蚕微孢子虫不同进化速度的区域SSU rDNA、rDNA-ITS、rDNA-IGS、Nb-IGS1和Nb-IGS2进行了PCR扩增和序列测定,序列比对发现SSU rDNA克隆之间主要存在单核苷酸的多态性,而ITS,IGS存在包括插入、缺失等更为明显的多态性;在基因Sec61β5′上游的非编码区也存在包括插入、缺失在内的多态性:在功能上非常保守的Hsp70 5′上游,仅发现一个单核苷酸的多态性位点。这些结果表明了家蚕微孢子虫CQ1分离株内存在着遗传多样性,推测这对家蚕微孢子虫维持其生存和种群延续有着重要的生物学意义。