鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae)突尼斯产蛋鸡群中独特的线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)单倍型谱系

《Poultry Science》:A distinct mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I lineage of the Poultry Red Mite Dermanyssus gallinae in Tunisian egg-layer flocks

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Poultry Science 4.2

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  家禽红螨(Dermanyssus gallinae,Poultry Red Mite, PRM)是危害全球商品代蛋鸡养殖的重要体外寄生虫,对蛋鸡生产的经济效益与动物福利均造成显著影响。然而迄今北非地区D. gallinae的遗传多样性与种群结构仍完全未被表征。

  
家禽红螨(Dermanyssus gallinae,Poultry Red Mite, PRM)是危害全球商品代蛋鸡养殖的重要体外寄生虫,对蛋鸡生产的经济效益与动物福利均造成显著影响。然而迄今北非地区D. gallinae的遗传多样性与种群结构仍完全未被表征。研究人员开展了突尼斯境内D. gallinae的首个分子系统发育特征分析,对采集自4个不同地区(Tabarka、Manouba、Nabeul及Sfax)共20个商业化蛋鸡场的18份标本进行了线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(cytochrome c oxidase subunit I, COI)基因序列分析,采用最大似然法(Maximum Likelihood, ML)、单倍型网络(haplotype network)及中性检验(neutrality tests)评估系统发育关系、种群遗传学参数及历史动态。结果共鉴定出6种不同单倍型,其中单一优势单倍型(H1)占样本总数72.2%且分布于所有采样区域。关键发现是所有突尼斯单倍型形成一个获得良好支持且与欧洲单倍型存在至少12个突变步长差异的分歧单系群(monophyletic cluster),代表一条此前未被表征的线粒体谱系。遗传多样性为中等水平(单倍型多样性 Hd = 0.490),核苷酸多样性较低(π = 0.01188),历史动态分析显示近期种群扩张特征(Tajima's D = -2.223, p < 0.01)。种群结构较微弱,87.5%变异存在于种群内部,但Tabarka与Sfax群体间检测到显著分化(FST= 0.345, p < 0.05)。本研究揭示突尼斯D. gallinae存在独特线粒体谱系,并为家禽产业集约化及人为介导扩散驱动近期种群扩张提供了证据。这些发现拓展了这一重要经济害虫已知遗传多样性范畴,强调需制定含改善生物安全措施的区域特异性防控策略,以阻断受污染设备与供应链造成的螨虫传播。
突尼斯商品蛋鸡场鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae)线粒体COI基因独特谱系的种群遗传学与系统发育研究解读**
研究背景与立项依据
鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae(De Geer, 1778),Poultry Red Mite, PRM)是危害全球蛋鸡养殖系统的专性暂时性吸血体外寄生虫,可引发鸡只皮炎、免疫调节异常、贫血甚至死亡,并能作为多种细菌与病毒病原的传播媒介,导致产蛋量下降、饲料转化率升高及防治成本剧增,带来严重经济损失与公共卫生隐患。突尼斯家禽业特别是蛋鸡生产对国家粮食安全至关重要,但集约化生产中PRM侵染频发且缺乏定量经济损失评估。尽管欧洲与亚洲已对D. gallinae线粒体单倍型组(haplogroup)及区域亚结构有所报道,北非地区包括突尼斯在内该螨虫的遗传同一性与种群结构此前完全未被表征,GenBank中此前也无非洲来源的D. gallinae COI序列。选用进化速率适宜且参考数据库完备的线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(cytochrome c oxidase subunit I, COI)基因作为分子标记,研究人员开展了突尼斯境内D. gallinae首次分子系统发育与种群遗传学研究,旨在明确单倍型组分布、评估突尼斯种群遗传多样性与结构,并为该地区后续比较研究与综合害虫管理(Integrated Pest Management, IPM)建立基础遗传数据集。
主要关键技术方法
研究人员于2021–2022年夏季从突尼斯4个地理区域(Tabarka、Manouba、Nabeul、Sfax)共20个集约化商品蛋鸡场使用瓦楞纸板诱捕器及细毛刷采集D. gallinae标本,经形态学鉴定并采用D. gallinae特异引物扩增线粒体16S rRNA基因做分子确认。每场选1个代表性标本进行COI基因片段(约400 bp)PCR扩增(通用引物COIF/COIR)与双向Sanger测序,最终获得18条高质量COI序列(410 bp比对后)。使用ClustalW比对序列,DnaSP鉴定单倍型并计算单倍型数(H)、单倍型多样性(Hd)、核苷酸多样性(π)及多态位点数(S);Arlequin计算两两固定指数(FST)与分子方差分析(AMOVA),并以Tajima's D、Fu's Fs中性检验及错配分布分析(mismatch distribution)推断历史动态;IQ-TREE 2确定最佳核苷酸替代模型(T92+G)并构建最大似然(Maximum Likelihood, ML)系统发育树(以Dermanyssus hirundinis为外群,1000次超快Bootstrap及SH-aLRT分支检测),PopART构建中介连接(median-joining)单倍型网络,并与30条欧亚公共COI序列进行比较。
研究结果
Genetic diversity and haplotype distribution(遗传多样性及单倍型分布)
18条序列共鉴定出6种单倍型(H1–H6),其中单一广布单倍型H1占72.2%(13/18份)且出现于全部4个区域,其余5种为各区域独有私有单倍型。总体Hd = 0.490(中等),π = 0.01188(低),各区域π介于0.00541–0.02671。中等Hd伴低π组合符合近期从共同源发生种群扩张的特征。
Population Genetic Structure and Differentiation(种群遗传结构与分化)
两两FST范围为-0.107至0.345,Tabarka与Sfax间存在中等显著分化(FST= 0.345, p < 0.05),其余区域对(Manouba–Nabeul–Sfax)FST近零或为负(视作无分化),提示高频基因流或近期共祖。AMOVA显示87.5%遗传变异存在于种群内,仅12.5%归于区域间,支持地理结构有限。突尼斯单倍型与欧亚参考序列具明显遗传距离。
Demographic history(历史动态分析)
合并全突尼斯数据集Tajima's D显著负向(D = -2.223, p < 0.01),Fu's Fs为正不显著;错配分布呈单峰,SSD(p > 0.05)与Harpending's raggedness index(r = 0.275, p > 0.05)未拒绝 Sudden Expansion模型, collectively支持近期种群扩张。Tabarka单独错配分布为多峰,暗示其具不同历史(较稳定或混合)。各分区中性检验未达显著。
Phylogenetic Analysis Reveals a deeply divergent mitochondrial COI lineage(系统发育分析揭示高度分歧的线粒体COI谱系)
ML树中全部突尼斯单倍型构成获高支持(UFBoot >85%, SH-aLRT >80%)的单系群,与欧亚单倍型簇分离且具较长分支长度;中介连接单倍型网络中突尼斯单倍型(H1–H6)与最近欧系单倍型至少相隔12个突变步,呈以H1为核心的星状网络,证实其为区别于已报道欧亚谱系的独特突尼斯线粒体COI谱系(候选线粒体谱系,待多基因座与更广取样验证)。
讨论与结论总结
研究人员指出本研究首次提供突尼斯商业化蛋鸡场D. gallinae分子特征数据,记录了一个区别于欧亚已报谱系的独特线粒体COI聚类(最小12个突变步差异,平均核苷酸分歧度Dxy = 0.44545,净分歧Da = 0.43974,176个无缺口比对位点中75个固定替换且无共享多态性),证明北非可贡献额外线粒体多样性。此聚类起源未定——可能为长期区域存续、源自未取样地中海/北非种群或历史引入后本地分化,但因仅基于单线粒体标记故保守定义为独特COI谱系,需北非及地中海更广取样与核标记(ITS、微卫星或SNP)确认。突尼斯境内遗传多样性受限(6单倍型,H1跨区广布),符合奠基者效应后近期扩张模式,与波兰、韩国报道相似;仅Tabarka(湿润地中海气候、近阿尔及利亚边境、鸟类区系多样)与Sfax显著分化且其Hd与π最高,提示生物气候与人为/跨境禽鸟接触可能影响局部分化。全境主导H1单倍型广布支持家禽产销网络(共用设备、蛋托、运输)致螨人为扩散,虽未检测杀螨剂抗性但遗传连通性暗示抗性类群可沿供应链传播。局限性含COI片段短于标准条形码、仅靠mtDNA无法辨析母系/父系基因流与渐渗、样本量 modest 可能低估多样性。综上,本研究确立突尼斯D. gallinae具独特线粒体COI谱系、国内中等受限多样性、主导单倍型人为扩散及全国尺度近期种群扩张证据,为北非D. gallinae系统地理与流行病学后续研究奠基,强调需实施结合区域流通网络管控的生物安全与综合害虫管理策略。论文发表于《Poultry Science》。
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