基于线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COXI)基因的犬吉氏巴贝虫种群遗传结构与进化动力学研究

本研究针对全球范围内由犬吉氏巴贝虫(Babesia gibsoni)引起的犬巴贝虫病，首次基于线粒体COXI基因开展种群遗传学分析。研究人员通过系统发育、单倍型网络和分子变异分析，揭示了该寄生虫98.2-100%的高序列保守性及10个地理特异性单倍型，发现印度与日本种群间存在显著遗传分化(FST=0.519)。研究为开发针对性防控策略提供了分子流行病学依据，论文发表于《BMC Veterinary Research》。

　　

在全球范围内，由犬吉氏巴贝虫(Babesia gibsoni)引起的犬巴贝虫病正日益成为威胁犬类健康的重要人兽共患病。这种通过蜱虫叮咬传播的血液原虫，不仅能引发急性发热、贫血甚至死亡，还可形成慢性无症状感染，成为潜在的传播源。尽管该病已在澳大利亚、日本、印度等十余个国家流行，但关于其遗传多样性和种群动态的关键问题始终悬而未决——特别是缺乏基于线粒体标记的高分辨率研究，这严重制约了精准防控策略的制定。

针对这一科学空白，拉贾斯坦兽医与动物科学大学(Lala Lajpat Rai University of Veterinary and Animal Sciences)的研究团队开展了一项开创性研究。他们从印度北部四地区采集12例临床样本，结合GenBank全球数据，首次利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(cytochrome c oxidase subunit I, COXI)基因进行多维度分析。这项发表在《BMC Veterinary Research》的研究，不仅揭示了该寄生虫的进化轨迹，更发现了影响其传播的关键分子特征。

研究团队运用了三大关键技术：首先通过BgTRAP基因PCR(聚合酶链式反应)确认感染；其次采用高保真PCR扩增649bp COXI基因片段并进行双向测序；最后整合生物信息学工具(PSIPRED、SWISS-MODEL等)预测蛋白结构。样本队列涵盖印度哈里亚纳邦、拉贾斯坦邦等临床病例，并与日本、中国菌株进行跨洲际比较。

分子系统发育分析
基于GTR+I和mtREV24+G模型构建的进化树显示，所有B. gibsoni分离株形成高度支持(>97% bootstrap)的单系群，呈现明显地理聚类特征。印度菌株在进化树上独立成簇，与日本、中国菌株形成平行分支，提示长期隔离进化。

遗传多样性解析
序列比对发现17个变异位点，包括4个导致氨基酸替换的非同义突变(M46I、T64I、S65F、V106I)。单倍型网络分析鉴定出10个独特单倍型，其中Hap_7(日本)可能为祖先型。印度种群展现出最高核苷酸多样性(π=0.00672±0.00089)和单倍型多样性(Hd=0.894)，显著高于日本种群(Hd=0.524)。

种群结构与动态
AMOVA(分子变异分析)显示52.23%的遗传变异存在于种群间。印度与日本种群存在中度基因流(Nm=0.463)但显著遗传分化(F_ST=0.519)。中性检验(Tajima's D=0.146)支持种群规模稳定，错配分布表明未经历近期扩张。

蛋白结构特征
COXI蛋白含9个α螺旋而无β折叠，具有3个胞外域和5个跨膜域。关键发现包括：197位点的N-糖基化位点、缺乏二硫键和信号肽，这些特征可能影响虫体与宿主细胞互作。

这项研究首次绘制了B. gibsoni COXI基因的全球遗传图谱，其发现具有三重意义：首先，10个地理特异性单倍型的鉴定为追踪传染源提供了分子标记；其次，印度种群的高多样性提示该国可能是进化热点区；最后，蛋白结构特征为开发靶向药物开辟了新途径。正如通讯作者Anil Kumar Nehra强调的，该成果不仅填补了线粒体标记研究的空白，更通过揭示种群分化机制，为制定区域化防控策略奠定了理论基础。特别是在犬类国际贸易频繁的背景下，研究提出的基因流数据对跨境传播风险评估具有重要预警价值。