基于16S-rRNA基因的人虱可遗传细菌共生体检测及遗传多样性研究

《Environmental Microbiology Reports》:Detection and Genetic Diversity of Heritable Bacterial Symbionts in Human Lice Based on 16S-rRNA Gene

【字体: 时间:2026年01月11日 来源:Environmental Microbiology Reports 2.7

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  本研究通过分子筛查揭示人头虱、体虱和阴虱中Candidatus Riesia与Wolbachia两种内共生菌的流行率分别达77.5%、41.7%和94.3%,系统发育分析显示其种群存在显著异质性(分别形成4个和3个进化枝),证实除阴虱特异性共生菌Candidatus Riesia pthiripubis外,不同生态型虱子共享相同菌株,为虱类进化生物学及生物防治提供新见解。

  
引言
人虱作为人类最古老的专性吸血体外寄生虫,其内共生菌对宿主生存具有关键作用。尽管虱类具有重要医学意义,但关于其共生菌物种鉴定、流行率和遗传多样性的认知仍存在空白。本研究通过2019-2023年采集自不同地域的209例虱标本(含186头虱、11体虱和12阴虱),采用针对16S-rRNA基因两个片段的常规PCR技术,系统性评估了Candidatus Riesia和Wolbachia两种内共生菌的分布特征与遗传进化规律。
材料与方法
虱标本采集自法国Avicenne医院寄生虫科就诊患者,经形态学鉴定后采用Chelex法提取个体DNA。通过两对特异性引物(16suF/R、16S W-Spec F/R)分别扩增Candidatus Riesia(1500 bp)和Wolbachia(438 bp)的16S-rRNA基因片段。PCR产物经测序后使用MEGA v.11软件基于Tamura-Nei模型构建最大似然(ML)系统发育树,并通过NETWORK v.5进行单倍型网络分析。
结果
  1. 1.
    流行率分析:Candidatus Riesia pediculicola在头虱和体虱中的感染率分别为79.6%和81.8%,而阴虱中特异性共生菌Candidatus Riesia pthiripubis检出率为41.7%。Wolbachia在头虱、体虱和阴虱中的感染率分别达95.2%、100%和75%。
  2. 2.
    系统发育特征:Candidatus Riesia序列形成4个进化枝,其中前3枝包含头虱/体虱的Candidatus Riesia pediculicola,第4枝为阴虱专属的Candidatus Riesia pthiripubis。Wolbachia序列分为3枝,各枝均包含不同虱种和地理来源的菌株。
  3. 3.
    超级群鉴定:通过16S-rRNA基因全局比对,证实人虱Wolbachia属于F超级群。
  4. 4.
    网络分析:单倍型网络图与系统发育树结果一致,显示Candidatus Riesia和Wolbachia种群内存在显著遗传异质性。
讨论
本研究首次在大样本量(n=209)跨虱种体系中验证了内共生菌的广泛分布规律。Candidatus Riesia pediculicola在头虱与体虱间的菌株共享现象,支持二者为同一物种不同生态型的分类学观点。而Wolbachia在F超级群下的遗传多样性,与其兼性共生菌特性(兼具垂直/水平传播能力)相符。两种共生菌独立进化模式揭示了其不同的生物学策略:Candidatus Riesia作为专性共生菌与宿主协同进化,Wolbachia则通过宿主跳跃实现跨物种传播。
结论
研究明确了Candidatus Riesia和Wolbachia在人虱种群中的高频定植规律及遗传多样性特征,证实除阴虱特异性共生菌外,不同虱种间共生菌株存在广泛共享。这些发现为阐明虱-菌共进化机制及开发基于共生菌的虱病控制策略提供了分子生态学依据。
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