揭示偶蹄目疟原虫(Plasmodium)遗传与宿主多样性的隐匿数据:系统发育分析与新物种发现

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife 2.0

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  本研究聚焦长期被忽视的偶蹄目疟原虫(Plasmodium)遗传多样性问题,通过重新分析非洲森林与草原生态系统中Tragelaphus、Syncerus等宿主的"隐匿数据",首次确认偶蹄目疟原虫构成独立单系群,发现2个主要进化分支及潜在新物种,为理解疟原虫跨宿主传播机制提供关键进化线索。相关成果发表于《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》。

  

在疟疾研究领域,人类疟原虫(Plasmodium)长期占据研究焦点,而感染偶蹄动物的疟原虫自1913年首次报道后便鲜有关注。这种认知空白持续了整整一个世纪,直到2016年三项独立研究首次获得偶蹄目疟原虫基因序列。然而,后续两项关键研究——2017年Gabon森林生态系统和2022年Tanzania草原生态系统的发现,因聚焦"异种监测"(Xenosurveillance)技术而未被疟原虫研究界充分重视,导致非洲林羚(Tragelaphus)、水牛(Syncerus)等新宿主中发现的疟原虫序列成为"被遗忘的数据"。

为填补这一空白,Franck Prugnolle团队重新分析了这些被忽视的遗传数据。研究采用最大似然法(ML)和贝叶斯推断,基于740bp的细胞色素b(Cyt-b)基因序列构建系统发育树。样本来源于Gabon森林的Tragelaphus spekii、Syncerus caffer和Tanzania的Tragelaphus strepsiceros血液样本,通过非侵入性的食血蝇类采集技术获取。Gblocks软件用于序列比对优化,PhyML和BEAST2分别进行ML和贝叶斯分析,设置20百万代马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)迭代确保结果可靠性。

宿主多样性
研究首次证实Tragelaphus属(含林羚和捻角羚)和Syncerus属(非洲水牛)可作为疟原虫新宿主。特别值得注意的是,从Tanzania捻角羚获得的序列与1913年描述的Plasmodium limnotragi可能存在关联,但需进一步验证。

系统发育分析
结果显示偶蹄目疟原虫形成独立单系群,与感染灵长类、啮齿类的疟原虫明显分离。该群分为两大分支:Clade 1呈现宿主-寄生虫协同进化特征,包含非洲小羚羊(Cephalophus)、亚洲水牛(Bubalus)和Tragelaphus的寄生虫;Clade 2则显示复杂的宿主跳跃现象,寄生虫在鹿科(Cervidae)、牛科(Bovinae)和山羊(Caprinae)间跨物种传播。

新物种线索
Tragelaphus寄生虫形成独特进化枝,遗传差异度超过已知物种划分阈值,提示可能存在未被描述的疟原虫新种。这些谱系与从按蚊(Anopheles)体内检测到的序列高度相似,暗示其传播媒介可能为按蚊属蚊虫。

该研究不仅揭示了偶蹄目疟原虫被低估的多样性,更提出了宿主-寄生虫共进化与跨物种传播并存的复杂演化模式。特别值得注意的是,Clade 1中寄生虫与宿主的系统发育高度吻合,可能反映了1500万年前始新世偶蹄目辐射演化时的协同分化事件;而Clade 2的宿主跳跃现象则揭示了疟原虫强大的适应能力。这些发现为理解疟原虫跨物种传播的分子机制提供了新的模型系统。

研究建议未来采用两种策略扩大认知:传统方法如丛林肉样本筛查,和创新技术如食血蝇类或水蛭DNA分析。后者尤其适用于难以获取样本的濒危物种。获取全基因组数据将有助于解析这些疟原虫的独特适应性进化,为防控人畜共患疟疾提供理论依据。

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