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微孢子虫分类学争议的基因组学解决方案:蜜蜂病原体Vairimorpha(原Nosema)的系统发育重构与产业影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6
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本研究针对蜜蜂微孢子虫病原体Nosema apis和Nosema ceranae的分类学争议,通过构建508个蛋白和277个核苷酸基因的系统发育树,证实其应归入Vairimorpha属,同时建议保留"nosema病"等产业术语。研究为微孢子虫分类提供了基因组学标准,调和了学术严谨性与产业实践需求。
在养蜂业中,两种微孢子虫病原体长期被称为Nosema apis和Nosema ceranae,但其分类地位争议已持续数十年。这一争议不仅涉及学术分类的准确性,更直接影响价值数十亿美元的全球养蜂产业——因为"nosema病"(nosemosis/nosematosis)的诊断、防治和政策制定都依赖于病原体命名。随着分子系统学发展,2020年Tokarev等学者提出将这两个种转入Vairimorpha属,引发学术界与产业界的激烈讨论。
为彻底解决这一争议,研究人员开展了迄今最全面的基因组学分析。研究团队从NCBI和SilkPathDB数据库获取14种微孢子虫基因组数据,包括模式物种Nosema bombycis(Nosema属)和Vairimorpha necatrix(Vairimorpha属)。通过OrthoFinder筛选出508个直系同源蛋白,构建最大似然系统发育树;同时分析277个核苷酸基因和RNA干扰相关基因(dicer/ago2)。所有分析均使用IQ-TREE软件,采用Q.yeast+F+I+G4等最优模型。
3. 结果
3.1 多基因系统发育支持分类修订
508个蛋白构建的系统发育树(图1)清晰显示两个单系群:以N. bombycis为核心的Nosema群(含甲壳动物寄生种),和以V. necatrix为核心的Vairimorpha群。蜜蜂病原体V. ceranae和V. apis以100%支持率与V. necatrix聚枝,与N. bombycis的遗传距离达1.73单位。OrthoANI分析显示,V. ceranae与V. necatrix的核苷酸相似度(70.34%)显著高于与N. bombycis的相似度(66.38%)。
3.2 核苷酸与RNAi基因的佐证
277个核苷酸基因树(图3)重现相同拓扑结构,且发现甲壳动物寄生的Nosema可能需独立成属。所有分析的Nosema/Vairimorpha均含dicer和ago2基因,其系统树同样支持属级划分,表明RNAi机制在Nosematidae科中保守存在。
4. 讨论
研究通过多组学数据终结了持续数十年的分类争议:蜜蜂病原体确实属于Vairimorpha属。但考虑到产业惯性,建议保留"nosema病"等术语(源自科名Nosematidae)。这一解决方案平衡了科学严谨性与实践需求,类似Drosophila分类争议的处理方式。
该研究具有三重意义:
论文发表于《Journal of Invertebrate Pathology》,为微孢子虫分类与蜜蜂健康管理树立了新标杆。研究团队特别强调,尽管建议采用Vairimorpha(=Nosema)ceranae的折中命名,但N. bombycis作为微孢子虫门的模式物种,其历史地位不容动摇——这既是对1857年N?egeli开创性工作的尊重,也维护了分类学体系的稳定性。
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