纳米孔测序技术解析蓝腹鹇血孢子虫共感染:线粒体基因组层面的物种鉴定与系统发育分析

【字体: 时间:2025年08月28日 来源:Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases 3.1

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  本研究针对鸟类血孢子虫(Haemosporida)共感染检测的技术瓶颈,采用牛津纳米孔测序技术(ONT)对台湾特有物种蓝腹鹇(Lophura swinhoii)进行寄生虫多样性解析。研究团队通过整合形态学观察与线粒体基因组测序,首次鉴定出两个新型 Haemoproteus 谱系(hLOPSWI01/02)和一个 Plasmodium 谱系(pNILSUN01),系统发育分析将其分别归类于 Parahaemoproteus 和 Giovannolaia-Haemamoeba 分支。该研究建立了长读长测序在复杂寄生虫共感染检测中的技术范式,为濒危岛栖鸟类的寄生虫防控提供基线数据。

  

在鸟类寄生虫研究领域,血孢子虫(Haemosporida)作为全球分布的顶复门(Apicomplexa)寄生虫,包含 Plasmodium、Haemoproteus 等重要属种,其复杂的共感染现象长期困扰着科研人员。传统检测方法如桑格测序面临混合感染样本色谱图重叠的难题,而短读长高通量测序又受限于线粒体基因组(cob)片段的信息量不足。尤其对于台湾特有濒危物种蓝腹鹇(Lophura swinhoii)这类岛栖鸟类,其"岛屿综合征"导致的免疫防御减弱可能加剧共感染风险,但相关寄生虫多样性研究长期空白。

为突破这些技术瓶颈,台湾中兴大学兽医学院的研究团队在《Current Research in Parasitology》发表创新性成果。研究采用牛津纳米孔技术(ONT)结合传统形态学方法,对一只来自台东的蓝腹鹇样本展开多维度分析。关键技术包括:通过血涂片Wright-Giemsa染色进行形态学观察;使用AE170/AE171引物扩增约6kb线粒体基因组;采用MinION平台进行纳米孔测序,通过Flye算法完成基因组组装;基于5358bp的线粒体基因组片段构建最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)系统发育树。

在形态学分析中,研究人员观察到两种显著不同的配子体形态:圆形和环核型配子体,同时发现可能代表第三种感染的微镰刀型未成熟配子体。分子检测则揭示更为复杂的共感染格局——纳米孔测序成功分离出传统桑格测序无法区分的混合信号,获得三个完整线粒体基因组。其中两个新型 Haemoproteus 谱系hLOPSWI01和hLOPSWI02与已知序列相似度均低于98%,按MalAvi数据库命名规则被确认为新谱系;另一个 Plasmodium 谱系pNILSUN01此前仅在亚洲雀形目中有记录,这是首次在鸡形目宿主中发现。

系统发育分析显示:hLOPSWI01与感染南美夜鹰的H. caprimulgi谱系hNYCTALB02弱相关,hLOPSWI02则与欧洲柳莺感染的H. major谱系hWW2形成强支持分支;pNILSUN01聚类于Plasmodium的Giovannolaia-Haemamoeba进化枝,与P. circumflexum谱系pTURDUS1亲缘最近。值得注意的是,圆形配子体的形态特征与已描述的 Haemoproteus 物种均存在差异,而系统发育提示其可能实际属于 Plasmodium 属,反映出传统形态分类的局限性。

这项研究具有多重科学价值:技术层面证实了纳米孔长读长测序在解析复杂寄生虫共感染中的独特优势,其实时数据分析和适应性测序功能优于PacBio HiFi平台;学术层面填补了台湾特有珍禽血孢子虫研究的空白,首次建立蓝腹鹇的寄生虫分子数据库;方法论层面强调整合形态-分子数据的"整合分类学"对准确鉴定寄生虫的重要性。对于野生动物保护而言,明确岛栖鸟类的寄生虫谱系构成,有助于评估共感染可能引发的致病风险,为制定针对性保护策略提供科学依据。未来研究需优化引物设计以减少扩增偏好性,并扩大样本量以确认形态-分子对应关系。

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