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绵羊消化道线虫(Gastrointestinal nematodes,GIN)感染是由多种线虫寄生于胃肠道引起,能够导致生长发育受阻、增重减慢、饲养报酬降低和养殖成本增加,严重影响养羊业经济效益。此外,防治上广泛使用驱虫药会产生大量耐药性虫株,以及在动物产品中造成药物残留,加剧GIN感染的危害。因此,在充分掌握GIN流行特征和规律的基础上,通过选择对GIN具有遗传抗性的个体,培育抗GIN品种,有助于控制GIN感染,减少对驱虫药物的使用,减缓耐药性虫株的产生,减轻GIN造成的经济损失,是今后绵羊消化道线虫防控的重要策略和技术手段。目的:采用传统粪检方法结合核糖体r DNA检测方法,对哈萨克羊不同群体和个体开展GIN感染的分子流行病学调查,建立优势虫种的分子诊断技术,掌握不同虫种的分子流行特征。同时,通过构建主要感染虫种的系统发生树,掌握虫种的流行和进化发生规律,为分子流行病学调查和宿主抗性评价提供基础数据。在此基础上,采用候选基因方法,通过Mass ARRAY(?)SNP基因分型技术,分析哈萨克羊GIN抗性候选基因SNP位点的遗传多态性,以及基因型与GIN感染强度的相关性,为进一步鉴定绵羊抗GIN感染的候选基因,深入研究候选基因抗GIN感染的分子机制和GIN抗病分子选育奠定基础。方法:论文包括三部分。第一部分:哈萨克羊及其杂交群体消化道线虫感染的流行病学调查于2019年的春、夏、秋、冬4个季节,采集伊犁昭苏县和尼勒克县哈萨克羊及特克塞尔(♂)与哈萨克羊(♀)杂交F1代和级进杂交F2代个体,共7599份粪便样本,采用饱和盐水漂浮法鉴定GIN感染种类;采用改良的Mc Master法,计算GIN感染的虫卵数。粪便虫卵计数(Faecal egg counts,FEC)采用SPSS19.0软件进行log(n+10)转换得到LFEC,分别对GIN在不同季节、地区、群体、虫种间的LFEC进行方差分析,掌握GIN感染的流行规律特征。第二部分:绵羊消化道线虫的分子鉴定及系统发生以核糖体DNA(r DNA)的第二个内部转录间隔区(ITS-2)序列作为靶序列,对哈萨克羊不同群体GIN感染的主要虫种:捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)、毛圆属线虫(Trichostrongylus spp.)、环纹背带线虫(Teladorsagia circumcincta)进行分子鉴定及系统发生分析。分别提取粪便样本基因组DNA和单条幼虫基因组DNA,用特异性引物进行PCR扩增,检测3个虫种的ITS-2特异性片段,计算各虫种感染率;同时对PCR产物进行测序及同源性分析,构建系统发生进化树,分析不同种属及不同地区之间的遗传进化关系。此外,对分子检测结果与虫卵检测结果进行比较分析,建立准确、特异性高的检测方法。第三部分:绵羊抗消化道线虫感染的候选基因关联分析选取381只哈萨克成年母羊,测定GIN感染的LFEC数据,提取纯化绵羊个体基因组DNA;根据已报道的GIN抗性候选基因,筛选与感染、炎症等免疫系统相关的28个候选基因的29个SNP位点,采用Mass ARRAY(?)SNP方法进行基因分型,并对SNP位点进行群体遗传学统计分析。用SPSS19.0对SNP基因型与LFEC表型数据进行关联分析,初步鉴定GIN抗性候选基因。结果:(1)伊犁昭苏县和尼勒克县哈萨克羊的GIN的感染率较高,GIN平均感染强度为1235.06个/g,呈中度感染。其中,昭苏县平均感染强度为1386.21个/g,尼勒克县平均感染强度为796.30个/g,昭苏县GIN平均感染强度极显著高于尼勒克县平均感染强度(P<0.001)。4个季节GIN平均感染强度呈现出春季最高,夏季次之,秋季较低,冬季最低的规律(P<0.001)。哈萨克羊GIN平均感染强度极显著高于特克塞尔与哈萨克羊杂交F1代,而F1代感染强度极显著高于级进F2代(P<0.001)。夏季和秋季哈萨克羊GIN感染率和平均感染强度极显著高于F1代(P<0.001)。共鉴定出9种GIN感染。哈萨克羊和特克塞尔与哈萨克羊杂交群体在不同季节的主要感染虫种是H.contortus、Trichostrongylus spp.和Ostertagia spp.。(2)哈萨克羊不同群体GIN 3个主要虫种均能扩增到特异性ITS-2基因,粪样DNA中PCR检测H.contortus感染率为35.59%、Trichostrongylus spp.感染率为25.55%、T.circumcincta感染率为11.24%;上述样本孵化的幼虫DNA的PCR检测结果为:H.contortus感染率19.75%、Trichostrongylus spp.感染率23.54%、T.circumcincta感染率10.03%,除H.contortus外,Trichostrongylus spp.和T.circumcincta粪样和幼虫DNA的PCR检测结果基本一致。系统发生进化树表明,3个虫种分别与NCBI公布的同种ITS-2序列聚类在同一分支,不同科属种的ITS-2序列聚类在不同分支;H.contortus和T.circumcincta的不同地区(昭苏县和尼勒克县)虫株聚类形成不同小分支。将93份粪样分别进行分子鉴定与饱和盐水漂浮法数据比较,粪样孵化的幼虫分子鉴定的3个优势虫种感染率为100.00%,高于饱和盐水漂浮检测法的感染率96.77%,因此分子鉴定方法在虫种检测的特异性和准确性上较为可靠。(3)对28个绵羊GIN抗性基因的29个SNP位点进行Mass ARRAY基因分型检测,共检测出27个SNP位点,其中24个SNP位点具有多态性。对24个多态性SNP位点进行基因型分析发现,其中13个SNP位点存在3种基因型,11个SNP位点有存在2种基因型;24个位点中,有22个SNP位点发生编码区的错义突变,1个SNP位点发生编码区的无义突变;1个SNP位点发生基因间隔区突变;Hardy-Weinberg平衡分析发现,除4个位点未达到Hardy-Weinberg平衡外,其余位点均达到Hardy-Weinberg平衡;多态性分析结果显示,有9个SNP位点为中度多态性(0.5>PIC>0.25),其余15个位点为低度多态性(PIC<0.25)。对24个SNP位点的基因型与LFEC均值进行关联分析,MMRN1的rs426080384位点、TLR1的rs426086535位点、SPPI/EGF间的rs411685804位点、ITGAM的rs406469938位点、CD163的rs424271485位点的基因型与LFEC均值显著相关。生物信息学分析预测其中4个SNP位点突变对其编码的蛋白质结构及功能产生影响,从而影响宿主在GIN感染中的防御反应。结论:本研究掌握了伊犁昭苏县和尼勒克县的哈萨克羊及特克塞尔与哈萨克羊杂交F1代和级进F2代个体的GIN感染的流行病学规律。4个季节GIN感染强度呈现出春季最高,冬季最低的规律。特克塞尔与哈萨克羊杂交F1代绵羊的GIN感染强度极显著低于哈萨克绵羊,推测可能与国外对特克塞尔羊进行长期的GIN抗性选育有关。在GIN虫种特异性鉴定上,r DNA ITS-2序列的分子检测比传统饱和盐水漂浮法具有更高的特异性和便捷性。本研究建立了主要感染虫种H.contortus、Trichostrongylus spp.、T.circumcincta的分子诊断方法,掌握了伊犁地区两个县GIN感染的分子流行病学特征和规律,鉴定出5个与哈萨克羊GIN抗性相关的候选基因SNP位点,初步探究了SNP突变对其编码的蛋白质功能的改变而影响GIN感染/抗性的可能机制,为绵羊GIN抗病分子育种和抗性机理研究打下了基础。