论文部分内容阅读
多头带绦虫和泡状带绦虫是犬、狼、豺、狐狸等犬科动物小肠内的常见绦虫,均呈世界性分布。多头带绦虫的中绦期幼虫——脑多头蚴寄生于羊、牛等有蹄类草食动物的脑、脊髓等中枢神经系统,引起脑多头蚴病,人也可感染发病。泡状带绦虫的中绦期幼虫——细颈囊尾蚴寄生于猪、羊等多种动物的肝脏、网膜和肠系膜等处,可引起细颈囊尾蚴病。与国外相比,我国关于多头带绦虫和泡状带绦虫分子分类的研究起步较晚,目前对这两种绦虫的研究还未涉及种群遗传多样性等方面的研究,为了更深入地了解多头带绦虫和泡状带绦虫的种群遗传结构、系统发育和进化历史,本论文围绕多头带绦虫的遗传多样性和泡状带绦虫的种群遗传结构开展以下研究:1.基于线粒体coxl和Cytb基因对四川地区多头带绦虫种群的遗传多样性研究为研究四川地区多头带绦虫的种群遗传多样性和系统发生关系,分析了20株四川山羊源多头蚴(11株寄生于脑部,9株寄生于肌肉)的线粒体cox1基因和Cyt b基因全序列。结果显示:多头蚴cox1和Cyt b基因全序列长度分别为1623 bp和1068 bp,分别有59个和9个变异位点,其碱基变异率分别为0.1%-2.5%和0.1%~0.7%;分别检测到17个和6个单倍型,总的单倍型多样性分别为0.968±0.033和0.737±0.068,核苷酸多样性分别为0.00598±0.00133和0.00306±0.00079,平均遗传距离分别为0.006和0.003。构建的系统进化树均显示来源于脑部和肌肉的20株四川山羊源多头蚴与多头带绦虫同在一个支系,均为多头带绦虫。基于cox1基因构建的系统发育树显示多头带绦虫四川分离株与伊朗、土耳其分离株亲缘关系较近,而与中国甘肃、中国广州、意大利分离株亲缘关系较远。研究结果表明线粒体coxl基因和Cyt b基因均可作为检测多头带绦虫种群遗传多样性的有效分子标记。四川地区的多头带绦虫遗传多样性水平低且存在地理差异,其中Cyt b基因的多样性水平低于coxl基因。2.基于线粒体nadl和nad4基因对四川地区多头带绦虫种群的遗传多样性研究为进一步探讨四川地区多头带绦虫的种群遗传多样性和种系发育关系,对20株采自四川山羊脑源和非脑源多头蚴的线粒体nadl部分序列(pnadl)和nad4部分序列(pnad4)进行分析。结果显示:获得的753 bp的pnadl片度和801 bp的pnad4片度分别检测到2个和8个变异位点,序列差异分别为0~0.3%和0~0.8%;分别有3个和6个单倍型,总的单倍型多样性分别为0.574±0.055和0.742±0.074,核苷酸多样性分别为0.00082±0.00053和0.00288±0.001,平均遗传距离分别为0.002和0.003。构建的种系发育树显示所有多头带绦虫聚在一起形成一个分支,其中基于pnad4构建的种系发育树将四川多头蚴分离株分为3个亚群,且脑源和非脑源多头蚴聚在一起,均为多头带绦虫,与国内分离株构成姐妹群。研究结果表明:四川地区的多头带绦虫遗传多样性水平低,其中nad1基因的遗传多样性水平最低。pnad1和pnad4能否作为检测多头带绦虫种群遗传多样性的有效分子标记还需进一步的研究来证实,但可作为多头带绦虫分子分类的标记。3.基于线粒体cox2基因对四川和云南地区泡状带绦虫种群的遗传结构研究为探讨泡状带绦虫的种群遗传结构及与带科带属其他绦虫的亲缘关系,采用PCR方法对四川和云南细颈囊尾蚴分离株的线粒体cox2基因部分序列(pcox2)进行扩增,并对序列进行分析。分析结果显示:分离自猪、山羊和绵羊的33株细颈囊尾蚴的pcox2长度均为523 bp,序列间无碱基插入/缺失,变异位点33个,共检测到19个单倍型,碱基序列变异率0.2%~2.9%,总的单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.932±0.032和0.01097±0.00271,平均遗传距离0.011。AMOVA分析显示变异主要来自种群内,占总变异的96.18%,种群间未出现明显的遗传分化。构建的NJ树显示四川和云南地区的细颈囊尾蚴聚为一支,且与地理分布、宿主没有直接的相关性。研究结果表明四川和云南地区的泡状带绦虫种群的遗传多样性水平较高,各地域个体呈混杂分布格局,未形成明显的种群结构,种群间遗传分化弱。4.基于线粒体Cyt b基因对四川和云南地区泡状带绦虫种群的遗传结构研究为进一步探讨四川和云南地区泡状带绦虫的种群遗传结构及种系发育关系,用Cyt b基因全序列分析了分离自四川和云南2省7地猪、山羊和绵羊共33株细颈囊尾蚴的种群遗传结构,并用MEGA 4.0软件NJ法和PAUP 4.0软件MP法绘制单倍型种系发育树。结果显示:细颈囊尾蚴分离株的Cyt b基因全长为1068 bp,共检测到67个变异位点和22个单倍型,单倍型间核苷酸变异率0.1%~2.8%,总的单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.951±0.027和0.01055±0.00189,平均遗传距离0.012。AMOVA分析显示变异主要来自群体内,占总变异的98.48%。单倍型系统发育树显示7个地域的细颈囊尾蚴聚为一支,分为3个亚群,22个单倍型无明显的结构模式,未形成明显的地理分支或宿主分支。研究结果表明Cyt b基因可作为研究泡状带绦虫种群遗传结构的分子标记,且四川和云南地区的泡状带绦虫存在较高水平的遗传多样性,种群间遗传分化弱,未形成明显的种群结构。5.基于线粒体nadl和coxl基因对四川和云南地区泡状带绦虫种群的遗传结构研究为探讨不同地区和宿主来源的泡状带绦虫的种群遗传结构及与带属其他绦虫的亲缘关系,用PCR方法扩增分离自我国四川和云南2省5地山羊和猪共24株细颈囊尾蚴的线粒体nadl基因部分序列(pnadl)和coxl基因全序列,并对序列进行分析。结果显示:细颈囊尾蚴的pnadl序列长度为780 bp, coxl基因全序列长度为1620 bp,其中coxl基因序列存在3个碱基插入/缺失位点。分别检测到43个和86个变异位点,19个和20个单倍型,总的单倍型多样性分别为0.978±0.019和0.995±0.016,核苷酸多样性分别为0.00864±0.00223和0.00685±0.00149,平均遗传距离均为0.007,表现出低水平的遗传多样性,其中pnadl基因的遗传多样性稍高于coxl基因。分子方差分析均表明几乎所有变异均来自于群体内,群体间遗传分化弱。系统发育树显示,所有细颈囊尾蚴构成一个分支,可分为3个亚群,均未形成明显的地理分支或宿主分支。研究结果表明四川和云南地区的泡状带绦虫未形成明显的种群结构,且nadl基因是比coxl基因更适合于研究泡状带绦虫种群遗传结构的分子标记。6.基于线粒体nad4基因对四川、云南和青海地区泡状带绦虫的种群遗传结构研究为了进一步探讨泡状带绦虫不同地理种群间的内在联系,对我国四川、云南、青海3省8个地理区域38株细颈囊尾蚴的线粒体nad4基因部分序列(pnad4)进行测定和遗传分析。38株细颈囊尾蚴均得到801 bp的pnad4片段,无碱基插入/缺失,多态位点63个(占7.87%),其中简约性信息位点38个。共检测到31个单倍型,单倍型核苷酸序列差异为0.1%-4.0%,总的单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.989±0.009和0.01333±0.00236,平均遗传距离0.014,表现出高水平的遗传多样性。种群动态分析表明泡状带绦虫在进化过程中经历过种群扩张事件。AMOVA分析显示种群内变异占总变异的55.29%,种群间变异占44.71%,种群内的分子遗传变异是总变异的主要来源。种群间总遗传分化系数Fst值为0.44709,表明种群间存在明显遗传分化。构建的单倍型种系发育树显示不同地理区域或宿主的单倍型混杂分布在种系发育树上,形成2个明显的类群(Ⅰ和11),但未形成显著的地理或宿主分布结构。研究结果表明四川、云南和青海地区的泡状带绦虫还未形成明显的种群结构。7.多头带绦虫虫卵PCR检测方法的建立建立检测犬粪中多头带绦虫虫卵的PCR方法,为开展脑包虫病流行病学调查提供检测手段。5只试验犬每只经口感染新鲜脑多头蚴包囊1个,感染45 d后每只犬开始排出孕卵节片,将犬解剖检查,收集成虫标本和粪便。提取犬粪中虫卵的DNA,以线粒体nad5基因部分序列作为多头带绦虫的靶DNA片段进行PCR扩增,建立多头带绦虫虫卵PCR检测方法,并对此方法的敏感性、特异性和临床应用进行评价。结果感染多头带绦虫犬粪便扩增的目的片段与预期片段长度一致,为433 bp。经测序鉴定,与多头带绦虫已知株(序列号:GQ228818, FJ495086) nad5基因部分序列同源性均为99.5%。5个多头带绦虫成虫PCR扩增阳性率100%,而对照泡状带绦虫和豆状带绦虫均为阴性。该PCR方法最低能检测到10个虫卵的DNA。在临床粪样应用检测中6份虫卵阳性粪样经PCR扩增有5份为阳性,说明该PCR方法具有较好的应用价值。研究结果初步表明该PCR方法具有较高的特异性和灵敏性,为犬多头带绦虫感染情况的快速检测提供了一种新方法。