【摘 要】
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捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)作为全球分布且严重危害反刍动物的寄生虫之一,近年来在世界范围内对防控药物的耐药性不断加剧,给全球畜牧业造成重大经济损失。内蒙古作为我国肉羊主产区,生产模式正在向多元化转变,不同饲养模式下绵羊捻转血矛线虫感染状况及其对常用驱虫药物耐药现状是否一致还尚不清楚,尤其是捻转血矛线虫对伊维菌素耐药机理至今没有统一定论,已发现的耐药基因是否适用于国内现场
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“内蒙古地区绵羊常见胃肠道线虫耐伊维菌素药物研究”(31660710); 内蒙古自治区财政专项项目“内蒙古农牧场动物福利研究”; 内蒙古农牧业创新基金项目“内蒙古地区放牧绵羊胃肠道线虫病新型防控技术研究”(2016CXJJM01); 国家公益性行业(农业)科研专项经
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捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)作为全球分布且严重危害反刍动物的寄生虫之一,近年来在世界范围内对防控药物的耐药性不断加剧,给全球畜牧业造成重大经济损失。内蒙古作为我国肉羊主产区,生产模式正在向多元化转变,不同饲养模式下绵羊捻转血矛线虫感染状况及其对常用驱虫药物耐药现状是否一致还尚不清楚,尤其是捻转血矛线虫对伊维菌素耐药机理至今没有统一定论,已发现的耐药基因是否适用于国内现场虫株的耐药性检测知之甚少。为此,本论文从生产实际出发,首先开展内蒙古不同养殖模式下,绵羊捻转血矛线虫感染状况及其对常用驱虫药物的耐药性调查;在此基础上,对捻转血矛线虫耐伊维菌素虫株及敏感虫株进行了分离鉴定,并就分离株耐阿苯达唑情况及已报道的与伊维菌素耐药相关基因表达进行了分析;最后,通过现代分子生物学技术,筛选出了与捻转血矛线虫耐伊维菌素相关的新基因。上述研究内容为制定不同生产模式下捻转血矛线虫的防控策略提供了基础数据,同时也为研究国内捻转血矛线虫对常用驱虫药物的耐药机制提供了虫种资源,更为发现用于评估和检测捻转血矛线虫耐药新基因提供了理论依据。所取得的具体研究结果如下:(1)首先对绵羊胃肠道线虫感染情况进行了调查。结果表明:羊只所感染的优势线虫为捻转血矛线虫(Haemonchus contortus),其在纯舍饲条件下的牧场感染率为0;在纯放牧模式下,羊群捻转血矛线虫感染则最为严重,平均感染率达到了94.1%,且EPG≥1000的羊只平均占比达到了24.1%;而半舍饲模式下羊群感染状况则介于两者之间,感染率为27.0%~100%,EPG≥1000的羊只平均占比为12.9%。其次,通过粪便虫卵减少试验,了解了纯放牧及半舍饲模式下捻转血矛线虫对常用驱虫药的耐药现状,结果显示,85.7%的群体对伊维菌素耐药;75.0%的群体对阿苯达唑耐药;但60.0%的群体对氯氰碘柳胺钠敏感;且部分种群对伊维菌素和阿苯达唑呈现双重耐药现象。上述结果为筛选适用于本地捻转血矛线虫防控的敏感高效驱虫药物和制订不同防控方案及兽医临床用药指导提供了依据。(2)针对本地区捻转血矛线虫耐药性严重的问题,为进一步弄清已报道基因是否适用于现场虫株的耐药性检测,采用国际通用方法,开展了国内捻转血矛线虫耐伊维菌素虫株的分离,并对其耐药程度进行了分析,结果成功分离到了3个对伊维菌素和阿苯达唑双重耐药的虫株及1个敏感虫株。其中编号为WSHc-001、WSHc-003及CYHHc-136虫株对伊维菌素的耐药比率分别为5.82、26.00和11.26;对阿苯达唑的EC50值均大于0.1μg/m L,鉴定为双重耐药株。编号为YCHc-022虫株对伊维菌素的耐药比率仅有0.89,阿苯达唑的EC50值则小于0.1μg/m L,为双重敏感虫株。其次,通过直接测序技术,对上述分离虫株的Ⅰ型β微管蛋白基因多态性进行分析,结果显示:所有耐药分离株种群内有超过10%的个体携带198位点纯合耐药基因型;有超过10%的个体在198位点和200位点同时存在杂合子基因型。而在敏感分离株中,这2个指标均低于10%。最后,采用RT-q PCR方法,对捻转血矛线虫各分离株P-gps基因的表达情况进行了检测,结果表明:对不同虫株间比较而言:在未用药刺激情况下,国际耐伊维菌素虫株中的P-gp1、P-gp2、P-gp3、P-gp11及P-gp12基因表达均较国际敏感虫株显著升高;但对于现场分离的耐药虫株而言,只有P-gp1和P-gp11的表达量较国际敏感虫株显著升高;而P-gp2、P-gp3、P-gp9及P-gp12较国际敏感虫株表达量显著下调。使用药物刺激后,与国际敏感虫株相比,各耐药虫株只有P-gp12在药物刺激后显著升高,其余几种P-糖蛋白则没有统一的变化规律。对同一虫株用药前后比较,发现在国际虫株和分离虫株之间存在明显的表达差异。该研究成果证实了利用现有耐药性标记分子在进行不同地理环境下的捻转血矛线虫耐药性检测时,其结果会有所差异。(3)为筛选适用于捻转血矛线虫耐伊维菌素检测的新基因,采用基于2b-Rad测序技术的全基因组单核苷酸多态性(SNP)分析方法,以捻转血矛线虫国际耐药虫株和敏感虫株作为研究对象,在基因组中筛选潜在的与捻转血矛线虫耐伊维菌素相关的基因。最终,获得了9个可能具有伊维菌素定向选择特征的基因,其中7个可能编码一些耐药相关功能蛋白。进一步采用PCR直接测序技术对筛选出的3个耐伊维菌素候选相关基因的单核苷酸多态性进行了验证。结果分析并确定了1个捻转血矛线虫耐伊维菌素相关候选功能基因HCOI00506600及1个可作为伊维菌素耐药性诊断的候选标记分子HCOI01200700;也证实了基于2b-Rad测序技术的全基因组单核苷酸多态性分析方法在开展捻转血矛线虫耐药性候选基因筛选中的有效性。
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