编辑推荐:
为明确日本梅花鹿体内艾拉丝虫(Elaeophora)种类及系统发育关系,研究人员对采集自日本四县鹿肝脏血管的 26 条线虫进行形态和遗传分析。结果鉴定为E. elaphi,多基因分析显示其与蜱传丝虫近缘,揭示该虫在日分布广泛,为寄生虫生态和流行病学研究提供依据。
在自然界中,寄生线虫对野生动物健康的影响一直是生态与医学交叉领域的重要研究方向。盘尾丝虫科(Onchocercidae)作为一类广泛寄生于脊椎动物血管系统的丝虫,其分类鉴定和传播机制长期存在争议。艾拉丝虫属(
Elaeophora)作为该科的重要成员,虽已知可感染反刍动物和马类,但其物种界定、遗传多样性及系统发育关系仍不明确。例如,2009 年日本和歌山县首次在野生梅花鹿(
Cervus nippon)中发现艾拉丝虫(
E. elaphi),但缺乏详细的形态描述和分子数据,且该属其他物种的遗传信息极为匮乏,导致难以准确评估其生态风险和传播范围。随着日本梅花鹿种群扩张,寄生虫病传播风险增加,明确该类线虫的生物学特征成为亟待解决的科学问题。
为填补上述研究空白,日本日本兽医生命科学大学(Nippon Veterinary and Life Science University)的研究团队开展了相关研究。研究人员于 2023 年从日本奈良、三重、京都和岐阜四县的 8 头梅花鹿肝脏血管中采集到 26 条艾拉丝虫,通过形态学观察、单基因(18S rRNA 和细胞色素 c 氧化酶亚基 1 基因cox1)测序及多基因(包含 18S、28S rRNA、肌球蛋白重链myohc、RNA 聚合酶 II 大亚基rbp1、70 kDa 热休克蛋白hsp70、12S rDNA 和cox1共 7 个基因)系统发育分析,旨在明确该虫种的分类地位、遗传多样性及与其他盘尾丝虫的进化关系。研究成果发表于《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》。
研究采用的关键技术方法包括:1. 形态学分析:通过光学显微镜和体视显微镜观察虫体形态特征,测量体长、体宽、食道长度等参数,并与已知物种模式标本数据对比;2. 分子生物学技术:提取线虫基因组 DNA,利用 PCR 扩增目标基因(18S、cox1等)并测序,结合 ClustalW 和 MAFFT 软件进行序列比对;3. 系统发育分析:基于最大似然法(ML)构建单基因和多基因系统发育树,评估不同物种间的遗传距离和进化分支关系,以毛首鞭形线虫(Protospirura muricola)和丝状线虫(Filaria latala)作为外群。样本来源于日本多地猎捕或死亡的野生梅花鹿,部分通过肉类加工和尸检获取。
3.1 形态学鉴定
研究人员在 8 头梅花鹿肝脏血管中发现 26 条细长白色线虫,其中雄性 6 条、雌性 18 条。虫体头部具小开口和四对亚中位乳突,食道分为肌肉部和腺部,尾部无突起。雄性可见三对泄殖腔前乳突、不对称交合刺及具横纹的角质肿胀。测量显示,雌雄虫体大小、食道长度等参数与西班牙马鹿(Cervus elaphus)中报道的E. elaphi模式标本一致,结合寄生部位和宿主信息,鉴定为E. elaphi。
3.2 序列分析
19 份样本的 18S_a(839 bp)和cox1(570 bp)序列完全一致。18S_a 与美国白尾鹿中分离的E. schneideri(KT878974)序列相似度达 100%,但系统发育树显示日本梅花鹿的E. elaphi与美国白尾鹿E. schneideri聚为独立分支,与驼鹿和水鹿中的E. schneideri分支分离。多基因分析表明,E. elaphi属于盘尾丝虫亚科(Onchocercinae),与蜱传的Monanema、Acanthocheilonema、Litomosoides等属丝虫形成紧密进化支,提示其可能具有相似的传播机制。
研究首次通过形态和多基因数据确认E. elaphi在日本中西部地区梅花鹿中的广泛分布。18S 和cox1序列无种内变异,暗示该种群可能经历了瓶颈效应,推测其可能随外来鹿种引入日本并定殖。系统发育结果揭示E. elaphi与蜱传丝虫的近缘关系,为探究其传播媒介提供了新方向。此外,研究发现E. elaphi与E. schneideri在 18S 序列上存在交叉相似性,提示仅凭单基因标记可能导致物种误判,强调形态学与多基因分析结合的重要性。
该研究不仅填补了东亚地区艾拉丝虫分子流行病学数据的空白,还为理解盘尾丝虫科的进化提供了关键线索。鉴于梅花鹿在日本的生态地位,进一步调查E. elaphi对家畜和珍稀物种(如日本鬣羚)的感染风险,以及明确其传播媒介(如虻类),将有助于制定针对性的寄生虫防控策略,对维护生物多样性和公共卫生安全具有重要意义。