农场动物组成与蜱虫管理对单峰骆驼硬蜱（Hyalomma dromedarii）微生物组的塑造作用

《Scientific Reports》：Influence of farm composition and management on the microbiome of the camel tick (Hyalomma dromedarii)

本研究针对阿联酋地区重要骆驼寄生虫——单峰骆驼硬蜱（Hyalomma dromedarii），首次探讨了农场动物组成（单一种类农场vs多物种农场）和蜱虫管理措施（使用杀螨剂管理vs未管理）对其微生物组组成的影响。通过16S rDNA测序分析发现，不同农场类型和管理方式下蜱虫微生物组的多样性和优势菌群存在显著差异，为理解环境因素对蜱虫微生物组的影响提供了重要基线数据，对基于"One Health"理念的蜱虫控制策略开发具有指导意义。

　　

在阿拉伯半岛的广袤沙漠中，单峰骆驼不仅是重要的经济动物，更是当地文化遗产的象征。然而，这些"沙漠之舟"正面临着一种微小却致命的威胁——单峰骆驼硬蜱（Hyalomma dromedarii）。这种硬蜱不仅是令人烦恼的体外寄生虫，更是多种病原体的传播媒介，给骆驼养殖业带来严重的经济损失。

随着全球气候变暖，单峰骆驼硬蜱的繁殖周期缩短，种群数量增加，使得蜱传疾病的防控变得更加紧迫。传统的杀螨剂控制方法面临着越来越严重的抗药性问题，迫切需要开发新的防控策略。在这一背景下，研究人员将目光投向了蜱虫体内的微生物世界。蜱虫微生物组被认为在蜱虫的生存适应、繁殖能力和病原体传播中扮演着关键角色，但环境因素如何影响这一复杂微生物群落的研究仍十分有限。

阿联酋大学的研究团队在Mohamad Taha Al Masri和Mohammad Ali Al-Deeb的带领下，开展了一项开创性的研究，首次系统探讨了农场动物组成和蜱虫管理措施对单峰骆驼硬蜱微生物组的影响。该研究近期发表在《Scientific Reports》上，为理解环境因素与蜱虫微生物组的相互作用提供了重要见解。

研究人员在阿联酋阿布扎比和沙迦的不同地区选择了多种类型的骆驼农场作为研究地点。研究设计精心区分了两组对比：一组比较使用杀螨剂的"管理农场"和未使用杀螨剂的"未管理农场"；另一组比较只饲养骆驼的"单一种类农场"和同时饲养骆驼及其他动物（如绵羊、山羊）的"多物种农场"。从每个农场的2-4头骆驼身上各采集一只半饱血雌性成蜱，经过严格的表面消毒处理后，提取DNA并进行16S rRNA基因测序分析。

关键技术方法包括：在阿联酋四个地区采集半饱血雌性成蜱样本；通过形态学和细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因测序进行物种鉴定；建立16个DNA池（每个农场类型4个池）进行16S rRNA V3-V4区测序；使用QIIME 2进行微生物组数据分析，比较不同Phred质量分数阈值（20和30）对结果的影响；通过主坐标分析（PCoA）和多样性指数评估微生物群落差异。

微生物组在管理和未管理农场中的组成

研究结果显示，管理和未管理农场的蜱虫微生物组在组成和多样性上存在明显差异。在门水平上，放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）在所有样本中均占主导地位，但其相对丰度因农场管理方式的不同而有所变化。

未管理农场的蜱虫微生物组通常由γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）主导，相对丰度高达89.61%-91.09%，而管理农场则表现出更大的变异性。在属水平上，未管理农场的蜱虫微生物组主要由弗朗西斯菌属（Francisella）主导，而在管理农场中，微生物组成更加多样化，葡萄球菌属（Staphylococcus）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度显著增加。

微生物多样性分析进一步证实了管理措施对蜱虫微生物组的影响。管理农场的蜱虫表现出更高的α多样性（平均43±6.82）和香农-维纳多样性指数（平均1.23±0.35），而未管理农场的相应值较低（α多样性：29.25±2.46；香农-维纳指数：0.66±0.053）。这一发现表明，杀螨剂的使用可能通过选择压力改变了蜱虫体内的微生物群落结构。

单一种类和多物种农场的微生物组组成

研究还发现，农场动物组成对蜱虫微生物组有显著影响。多物种农场的蜱虫微生物组表现出更高的平均微生物丰富度（α多样性=60±18.36），而单一种类农场的相应值较低（36.75±9.78）。在属水平上，单一种类农场的蜱虫微生物组中弗朗西斯菌属占绝对优势（相对丰度94.75%-99.74%），而多物种农场的微生物组成更加多样化。

特别值得注意的是，一些不常见于单峰骆驼硬蜱微生物组的细菌属，如水杆菌属（Aquabacterium）和卟啉单胞菌属（Porphyromonas），在多物种农场的蜱虫中被检测到。梭杆菌属（Fusobacterium）仅在Al Zaalah地区的一个样本中被检测到，且在单一种类农场中的相对丰度（14.46%）远高于多物种农场（0.03%），表明其出现可能受到地点特异性或环境因素的影响。

不同Phred分数阈值的影响

研究人员还评估了序列质量阈值对微生物组分析结果的影响。比较Phred 20（Q20，99%准确率）和Phred 30（Q30，99.9%准确率）两个阈值下的多样性指标，发现α多样性、香农-维纳指数、优势度和皮卢均匀度指数均无显著差异。这一发现表明，在16S rRNA序列分析中，使用Phred 20或30的严格质量阈值都能得到可靠的丰富度估计，而不会影响整体分类结构。

PCoA分析

主坐标分析（PCoA）结果显示，管理和未管理农场的蜱虫微生物组存在部分重叠，但三个管理农场样本（Al Khatim 1、Al Khatim 2和Al Salamat）聚集在同一象限，表明相同管理方式下的蜱虫微生物组具有较高的相似性。相比之下，单一种类和多物种农场的蜱虫微生物组则显示出较大的重叠，没有明显的按农场动物组成聚类的模式。

研究结论与讨论部分指出，单峰骆驼硬蜱的微生物组受到农场动物组成和管理实践的影响。多物种农场和未管理农场的蜱虫倾向于拥有更多样化的微生物群落。五种细菌属（水杆菌属、棒状杆菌属、弗朗西斯菌属、卟啉单胞菌属和葡萄球菌属）在所有农场类型中均被检测到，且没有明显的变异模式，这可能与某些细菌的营养作用（如弗朗西斯菌属）或共生性质有关。

值得注意的是，芽孢杆菌属在管理农场的蜱虫中（除Al Khatim 2外）更为丰富，这一发现虽然需要谨慎解读，但提示了这一菌属在未来骆驼蜱微生物组研究中的潜在意义。多样性指数比较表明，农场动物组成可能影响单峰骆驼硬蜱的微生物组，多物种农场的蜱虫显示出更高的α多样性和优势度，而单一种类农场的蜱虫则有更高的香农-维纳指数和皮卢均匀度。

该研究存在一些局限性，如样本量有限（每个类别只有4个DNA池）、16S rRNA V3-V4测序将分类分辨率限制在属水平、未测量土壤微生物组和气候等环境因素、仅分析了半饱血雌性成蜱等。尽管如此，这项研究为理解环境因素如何影响蜱虫微生物组提供了重要基线数据，对开发基于微生物组的蜱虫控制策略具有指导意义。

未来研究应扩大样本量和地点范围，并利用宏基因组学等更高分辨率的方法来探索微生物群落的功能特征。了解关键微生物属（如弗朗西斯菌属、棒状杆菌属和芽孢杆菌属）在蜱虫生理和传病能力中的功能作用，将为开发新的蜱虫控制方法提供重要见解。

这项研究不仅增进了我们对单峰骆驼硬蜱微生物组的理解，也强调了在"One Health"框架下考虑宿主组成和当地养殖实践的重要性。随着气候变化和抗药性问题的加剧，这类研究对保障骆驼健康、维护畜牧业可持续发展以及预防蜱传疾病具有越来越重要的现实意义。