印度野生白蛉线粒体DNA条形码分子鉴定及其在疾病传播中的系统发育研究

本研究针对印度白蛉形态学鉴定困难的问题，通过COI基因DNA条形码技术对31种10456只白蛉进行分子鉴定，首次报道了Se. africana在印度的分布，构建了包含169条新序列的数据库，系统发育分析证实COI条形码能有效区分物种界限，为白蛉监测和利什曼病防控提供了重要分子工具。

　　

在热带和亚热带地区，一种微小但危险的昆虫——白蛉（sand flies）正悄然传播着致命的利什曼病（leishmaniasis）。这种由利什曼原虫（Leishmania spp.）引起的疾病，每年在全球造成约9万例感染，其中印度贡献了18%的病例。更令人担忧的是，传统的白蛉物种鉴定方法正面临严峻挑战：标本易损、形态相似种难以区分、需要专业分类知识等问题，严重制约了疾病防控工作的开展。

针对这一难题，印度医学研究委员会（ICMR）的Harish Kumar Shah、P.A. Fathima等研究人员在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们采用DNA条形码技术，对印度6个邦26个地区采集的10456只白蛉进行分子鉴定，旨在建立可靠的物种鉴定方法，为疾病防控提供科学依据。

研究团队主要运用了三种关键技术：野外采集采用机械吸引器和光诱捕法；形态学鉴定依据Kalra和Bang的分类学标准；分子分析则通过COI基因（cytochrome c oxidase subunit I）扩增和测序，使用LCO1490/HCO2198引物进行PCR，最终获得570bp的标准片段用于分析。样本覆盖印度南部、西部、北部、东部和中部多个地区，确保地理代表性。

研究结果

样本采集与形态鉴定

研究历时6年（2018-2024年）共采集10456只白蛉，鉴定为4属31种，包括9种Phlebotomus属、20种Sergentomyia属，以及Grassomyia和Idiophlebotomus属各1种。其中Sergentomyia africana为印度新记录种，发现于拉贾斯坦邦Jodhpur地区的牛棚中。

DNA条形码分析

成功获得169条COI序列（585-711bp），GC含量为34.8%，显示典型的AT富集特征。系统发育分析显示大多数物种形成高支持度的单系群（bootstrap>80%），验证了形态鉴定结果。但发现Se. punjabensis和Gr. indica存在异常聚类，提示可能存在数据库序列错误鉴定。

物种界定分析

三种分析方法得出不同结论：ABGD识别34个组，ASAP支持32个候选种，而bPTP则过度分割为68个群。特别值得注意的是Se. shorttii、Se. insularis和Se. babu babu三个近缘种遗传距离<0.03，显示COI基因在区分这类近缘种时存在局限性。

分类学讨论

研究发现Gr. indica与GenBank中Se. punjabensis序列高度相似，但形态特征差异显著，推测可能是数据库错误。同时，Se. eadithae与Phlebotomus属物种的聚类关系异常，暗示可能需要多基因标记进一步验证其分类地位。

结论与意义

这项研究首次建立了印度白蛉的COI条形码数据库，包含169条新序列，为30个形态种提供了分子证据。系统发育分析证实COI条形码能有效区分大多数白蛉物种，解决了传统形态学鉴定面临的诸多难题。研究发现Se. africana在印度的分布，更新了该国的白蛉区系记录。

研究揭示了分子数据与形态分类间的若干不一致，如Gr. indica的分类地位问题，以及近缘种间低遗传分化现象。这些发现表明白蛉分类系统仍需进一步完善，未来研究需要结合多基因标记和更大样本量来澄清这些分类学疑问。

从公共卫生角度看，这项研究为印度利什曼病防控提供了重要工具。通过建立可靠的分子鉴定方法，可以更准确地识别病媒白蛉物种，评估疾病传播风险，指导精准防控。特别是对主要病媒如Ph. argentipes的分子监测，将直接支持印度消除黑热病（kala-azar）的国家计划。

该研究也存在一定局限，如部分近缘种区分困难，建议未来结合核基因标记（如cytb和EF1a）进行多基因分析。此外，扩大地理采样范围和增加样本量将有助于揭示潜在的地理种群结构。这些后续工作将进一步完善印度白蛉的分子分类系统，为疾病防控提供更坚实的科学基础。