基于18S rDNA 基因序列探讨几种食源性吸虫系统发生关系

基于18S rDNA 基因序列探讨几种食源性吸虫系统发生关系 基于18S rDNA 基因序列探讨几种食源性吸虫系统发生 关系 ?,,,? 国际医学寄生虫病杂志,,,,年,月第,,卷第,期 ，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,(, ?论著 ? 基于,,,,,,,基因序列探讨几种 食源性吸虫系统发生关系 诸廷俊 陈颖丹 王聚君 摘要 目的 研究几种食源性吸虫间的系统发生关系 方法 ,,,扩增华支睾吸虫和东方 次睾吸虫,,,,,,,片段并测序从,,,,,,,检索其他食源性吸虫和日本血吸虫的,,,,,,,序列利 用,,,,,,,,软件比对后用,,,,,(,软件计算食源性吸虫间的遗传距离并用邻接法最大似然法 和最大简约法构建系统发生树 结果 共获得,,种食源性吸虫序列,,种吸虫间遗传距离从,(,,, 到,(,,,系统发生树显示后睾科与异形科先聚在一起然后与并殖科和双腔科聚成一支片形科单独聚 成一支 结论 后睾科与异形科有较近的亲缘关系 关键词 食源性吸虫,,,,,,,系统发生 ,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;,, ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,,, ,,,( ,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,(;,,(;, ,,,,,,;, ,,,,;,,,, ,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,( ,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,？,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,？,,,;,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,( ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,？,,,;,,,,,,,,,,,,;,,;,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,;,,,,;,,,,,,;, ,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,(,,,,,,,,( ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,;,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,(,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,;,,,, ,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,( ,,,;,,,,,, ,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,( ,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,, 食源性吸虫,,,, ,,,,,,,,,,,,,,主要包括鱼 形科,,,,,,,,,,,,,并殖科,,,,,,,,,,,,,和片 源性吸虫,,,, ,,,,,,,,,,,,,,和植物源性吸虫 形科,,,;,,,,,,,生活史经历的阶段相同各期虫 ,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,两大类以淡水螺类为第一 体的形态比较相似在宿主体内的寄生部位也相近 中间宿主以淡水鱼类甲壳类或水生植物为第二中 一般通过成虫才能鉴别 传统的吸虫分类主要以成 间宿主以人哺乳动物或家禽为终宿主人因生食 虫 的形态和生活史特征为依据这些特征容易受环 含囊蚴的淡水鱼虾或水生植物而感染成虫寄生于 境因素的影响使得吸虫的分类与定种还存在一定 人体肝胆管小肠或肺可诱发胆管癌引起消化道 的争议随着分子生物学技术的发展通过大量遗 或肺部不适等症状严重危害人体健康据不完全 传物质的序列信息构建的系统发育树对传统分类学 统计全世界有超过,,,,万人感染食源性吸虫约 起到了佐证或修正的作用本研究通过,,,扩增 〔,〕 ,,,的人口存在感染的风险 在我国由于人们 了华支睾吸虫与东方次睾吸虫,,,,,,,的部分序 饮食结构的改变和烹饪方式的多样化以鱼源性吸 列并与几种常见的食源性吸虫同源序列构建系统 〔,〕 虫病为代表的食源性吸虫病近年来呈上升趋势 发生树探讨它们之间的系 统发生关系 食源性吸虫隶属于吸虫纲,,,,,,,,,复殖目 ,,,,,,,主要集中在后睾科,,,,,,,,;,,,,,,异 , 材料与方法 ,(, 虫种 ,,，,,(,,,,,;,,(,(,,,,(,,,, ,,,,(,,,,(,,(,,, 华支睾吸虫囊蚴采自广东阳山县东方次睾吸 作者单位,,,,,,上海中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制 所 虫囊蚴采自福建浦城分别接种 ,,大鼠和鹌鹑 通信作者陈颖丹,,,,,;,,,,,,,,,,,,,(;,,(;, ,,,后在大鼠肝胆管收集华支睾吸虫成虫在鹌鹑 国际医学寄生虫病杂志,,,,年,月第,,卷第,期 ，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,(, ?,,,? 胆囊内收集东方次睾吸虫成虫 ,(, 总,,,的提取 取华支睾吸虫或东方次睾吸虫成虫各 ,条灭 菌双蒸水冲洗,次后用,，,,,,,试剂盒分别提取 两种吸虫的基因组,,, ,(, ,,,扩增与测序 图, ,,,,,,,扩增产物电泳分析 ,,,华支睾吸虫,,,东方次睾吸虫,,,,标志物 使用常规方法扩增 ,,,,,,,片段所用引物 ,,,(, ,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,, , ,,(,,,,,,,,, ,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 为上游,’ ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,’下游,’ 〔,〕 ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,’引物由上海生 未达到饱和,,,,的含量依次为 ,,(,, 物工程有限责任公司合成,,,反应体系为,, , μ ,,(,,,,(,,,,(,, 内含,×,,？,,,,,,,,,,,,,, ,上下游引物各 μ , ,,,,模版 , ,双蒸水 , ,反应条件为 μ μ μ ,(, 遗传距离 ,,?,,,,,,?,,,,,?,,,,,?,,,,,, 共获得,,种食源性吸虫和日本血吸虫的,,, 个循环最后,,? ,,,,,产物用,,的琼脂糖凝 ,,,,序列用于遗传距离的分析表 ,血吸虫与 胶电泳观察结果扩增产物由上海,,,生物技术有 其他食源性吸虫间的遗传距离远大于其他食源性吸 限公司纯化并测序 虫间的遗传距离麝猫后睾吸虫与东方次睾吸虫之 间的遗传距离最小为,(,,,血吸虫与卫氏并殖吸 ,(, 序列来源 虫之间的遗传距离最大为,(,,,基于,,,,,,双参 从,,,,,,,搜索获得的其他食源性吸虫以及 数模型的遗传距离见表, 作为外群的日本血吸虫的同源序列 ,(, 系统发生树 ,(, 序列分析 采用邻接法最大简约法和最大似然法构建 ,, 多重比对用,,,,,,,,软件完成并辅以人工 种吸虫的系统发生树如图,,图,所示支点的数 校对用,,,,,(,软件统计序列的平均碱基组成 字为,,,,,,,,,,,,,次后的置信度,种方法构建的 和转换,颠换比率基于,,,,,, ,,,,,,,,,,计算遗 系统发生树均显示出相似的拓扑结构从属间阶元 传距离,,,,,,;,,,,,,;,采用邻接法,,,,,,,, 来看支睾属的华支睾吸虫后睾属的麝猫后睾吸虫 ,,,,,,,,,最大简约法,,,,,,,,,,,,,,,,,, 与次睾属的东方次睾吸虫首先聚在一起然后与棘 和最大似然法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,构建分子 带属和单睾属的,种吸虫聚成一支并殖吸虫属的 系统发生树 , 结果 ,(, ,,,,,,,片段的扩增 ,,的琼脂糖凝胶电泳图谱显示扩增获得的条 带长度约为,(,,,图, ,(, ,,,,,,,碱基组成 对,,种食源性吸虫和作为外群的日本血吸虫 ,,,,,,,序列进行多重比对后共获得,,,,,,的 碱基序列包含变异位点,,,个其中简约信息位点 ,,,个占整段序列的,,(,,,碱基替换主要集中 在,,,,,,,,,,,,,,,,和,,,,,,,,,,三个区 图, 基于,,,,,,,部分序列的,,系统进化树 域序列中转换与颠换的比值为,(,,序列突变还 ,,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;, ?,,,? 国际医学寄生虫病杂志,,,,年,月第,,卷第,期 ，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,(, 表 , ,,,,,,,序列来源 ,,,,,, ,,,,;,,,,,,,,,,,,？,,,;, ,,,,,,,登录号 虫种名 分类地位 来源 ,;;,,,,,, ,,,;,,, ,,,,,,,, ;,,,,, ,,,,;, ,,,,,, 胰阔盘吸虫,,,,,,,,,,,,;,,,,,;,, 双腔科阔盘属 ,,,,,,, ,,, ,,,,, 支双腔吸虫,,;,,;,,,,,,,,,,,,,,;,, 双腔科双腔属 ,,,,,,, ,,, ,,, 卫氏并殖吸虫,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 并殖科并殖属 ,,,,,,, ,,, ,,,,, 肝片吸虫,,,;,,,,,,,,,,;, 片 形科肝片属 ,,,,,,, ,,,, ,,,, 布氏姜片吸虫,,,;,,,,,,,,,,,,, 片形科姜片属 ,,,,,,, ,,, ,,, 钩棘单睾吸虫,,,,,,;,,,,,,,,,, 异形科单睾属 ,,,,,,, ,,, ,,,,, 扇棘单睾吸虫,,,,,,;,,,,,,;,,, 异形科单睾属 ,,,,,,, ,,, ,,,,, 棘带属吸虫,,,,,,;,,,,,,,( 异形 科棘带属 ,,,,,,, ,,,,, ,,, 台湾棘带吸虫,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,, 异形科棘带属 ,,,,,,, ,,, ,,,,, 华支睾吸虫,,,,,,;,,,,,,,,,,, 后睾科支睾属 广东阳山 ,,,,, ,,, 麝猫后睾吸虫,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,, 后睾科后睾属 ,,,,,,, ,,,,,,,, 东方次睾吸虫,,,,,;,,,,,,,,,,,,, 后睾科次睾属 福建浦城 ,,,,,,,, 日本血吸虫,;,,,,,,,,,,,,,,,;,, 裂体科裂体属 ,,,,,,, ,,,,,,,, 表, 基于,,,,,,,部分序列的,,种吸虫间的遗传距离 ,,,,,, ,,,,,,,,,;,,,,,,;,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;, , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, , , ,(,,, , ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, , ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(, ,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,(,,, ,,,,胰阔盘吸虫支双腔吸虫卫氏并殖吸虫肝片吸虫布氏姜片吸虫钩棘单睾吸虫扇棘单睾吸虫棘带属吸虫台湾棘带吸虫华 支睾吸虫麝猫后睾吸虫东方次睾吸虫日本血吸虫 , ,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,;,,,;,,;,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,, ,,,;,,,,,,;,,, ,,,,,,;,,,,,,,(,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,;,, 图, 基于,,,,,,,部分序列的,,系统进化树 图, 基于,,,,,,,部分序列的,,系统进化树 ,,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;, ,,,(, ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,？,,,;, 国际医学寄生虫病杂志,,,,年,月第,,卷第,期 ，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,(, ?,,,? 卫氏并殖吸虫与阔盘属和双腔属的,种吸虫聚成第 鱼源性吸虫主要包括后睾科的华支睾吸虫东 二支片形属的肝片吸虫与姜片属的布氏姜片吸虫 方次睾吸虫和麝猫后睾吸虫以及异形科的单睾属 聚成第三支最后是作为外群的日本血吸虫 棘带属和后殖属吸虫等种类在系统发生树上异 形科的,种吸虫并未单独聚成一支而是先后与后 , 讨论 睾科,种吸虫聚在一起显示出较近的亲缘关系 ,,,,,,,是编码真核生物核糖体小亚基的核 在分类学上这两科是否能归为一个总科意见还不 〔,,〕 基因由于核糖体在蛋白质合成过程中具有重要功 一致张耀娟等 通过对异形科,种吸虫与东方次 能因此该基因是生物体内最为保守的一类,,,序 睾吸虫生活史的研究发现异形科与后睾科的生活 列在不同物种间进化相对缓慢且在功能和序列上 史所经阶段相同虫卵的孵化雷蚴与尾蚴的部分结 〔,〕 构以及成虫的生殖系统有很多相似之处认为这两 是同源的 在高级分类阶元的系统发生研究中 ,,,,,,,是一种重要的分子标志在吸虫分类地位 科有着密切的亲缘关系隶属于一个总科是合理的 〔, ,〕 本研究结果也支持这一观点肠道被认为是寄生虫 的研究中应用广泛 利用核糖体小亚基的完整 基因和部分大亚基基因构建了,,科 ,,,种复殖吸 最早最原始的寄生场所寄生部位从肠道深入到肝 〔,,〕 虫的系统发生关系发现复殖目吸虫可分为两个支 脏或胰脏被认为是一种进化现象 后睾科的种类 系其中裂体科短咽科和双穴科吸虫单独形成一个 主要寄生于终宿主的肝脏异形科主要寄生在终宿 支系其他吸虫形成另一个支系 主的肠道而系统发生树显示这两科具有较近的亲 在研究系统发生分类和进化时除了选择合适 缘关系据此推测后睾科可能由早期原始的异形科 的基因作为研究对象外构建系统发生树的方法也 进化形成 很重要常用的建树方法有邻接法最大简约法和最 参 考 文 献 大似然法三类各类方法都有不同的适用范围和前 〔,〕 ,,,,,,,, ,,,,,?,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,, ,,,,,, 提条件不同方法构建的系统发生树可能得到相反 ,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,;,,,,,〔,〕(,,,,,,, 的结果若使用多类方法构建系统树得到一致的拓 ,,,,,,,,,,,, ,,( 〔,〕 〔,〕 许隆祺陈颖丹孙 凤华等(全国人体重要寄生虫病现状调 扑结构将大大提高结果的可靠性 本研究基于 查 报告〔,〕(中国寄生虫学与寄生虫病杂志,,,,,,,,, ,,,,,,,的部分基因序列使用邻接法最大简约法 ,,,, ,,( 〔,〕 ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,, , 和最大似然法构建的食源性吸虫系统发生树显示出 ,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,, 与形态学基本一致的分类关系 ,,,,〔,〕(,,,,？,,,,,,,,,,,,,, ,,( ,,种吸虫隶属于, 〔,〕 柳娟娟杨建全季清娥等(,,,,,,,的研究进展及其在膜 个科后睾科与异形科首先聚在一起提示有较近的 翅目昆虫分子系统学中的应用〔,〕(华东昆虫学报,,,,,, 亲缘关系然后与并殖科双腔科聚成一支而片形 ,,, ,,( 〔,〕 贾婷王政昆王重力等(基于,,,,,,,基因部分序列探讨 科聚成另一支与上述,科的亲缘关系较远这与 四种蛙类多盘科吸虫的分类地位〔,〕(动物分类学报,,,, ,,,的寄生虫分类系统中该,科的分类地位相似 ,,,,,, ,,,( 〔,〕 陈明秀高谦聂品(从 ,,,,,,,基因序列探讨盾腹吸虫的 片形科归为棘口目而后睾科异形科并殖科和双 系统发育关系〔,〕(水生生物学报,,,,,,,,,, ,,,( 〔,,〕 〔,〕 郑亚东骆学农施程洪等(腔阔盘吸虫,,,,,,,及亲缘关 腔科均属于斜睾目 系分析〔,〕(中国寄生虫学与寄生虫病杂志,,,,,,, 早期的吸虫的生活史是由自由生活与螺类寄生 ,,, ,,,( 两阶段组成螺类被认为是现代吸虫最古老的宿主 〔,〕 ,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,;,,,,,,, ;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,〔,〕(，,, ,,种食源性吸虫第一中间宿主均为螺类也说明这 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,( 几类吸虫起源于共同的祖先第二中间宿主差异较 〔,〕 张亚平(从 ,,,序列到物种树〔,〕(动物学研究,,,,,, ,,,, ,,,( 大从植物到低等的甲壳类节肢类动物再到脊椎动 〔,,〕 张进顺(生物分类学进展与人体寄生虫分类介绍一种新的 物呈现明显的聚类关系第二中间宿主相近的种类 寄生虫学分类系统〔,〕(中国寄生虫学与寄生虫病杂志 ,,,,,,,,,, ,,,( 分别聚在一起片形科为水生植物并殖科为甲壳动 〔,,〕 张耀娟唐仲璋唐崇惕(三种异形科吸虫和东方次睾吸虫的 物双腔科是节肢动物而后睾科与异形科均为淡水 生活史研究〔,〕(寄生虫学与寄生虫病杂志,,,,,,,, ,,( 鱼类故可推测当第二中间宿主出现后这几类吸虫 〔,,〕 李敏敏(双腔吸虫科的进化和分类〔,〕(动物学研究,,,,, 最终得以进入脊椎动物体内开始新的寄生阶段为 ,,,,,,, ,,( 了适应新的宿主其形态结构也开始发生变化逐步 收 稿日期,,,, ,, ,, 分化为不同的科 本文编辑陈勤