使用整合形态学、形态测量学和分子方法区分三种近缘伊蚊媒介

《The Journal of Basic and Applied Zoology》：Discrimination of three closely related Aedes vectors using integrated morphological, morphometric and molecular approaches

　　

背景
准确鉴定伊蚊对于有效监测虫媒病毒病至关重要。由于形态相似性和传播潜力，Aedes vittatus (Bigot) 作为多种虫媒病毒（即登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒）的重要桥梁媒介，最初与Aedes aegypti (Linn.) 和Aedes albopictus (Skuse) 被归为同一类。本研究采用整合分类学方法，通过结合视觉形态学诊断、定量形态测量学测量和线粒体细胞色素c氧化酶亚基I (COI) 基因测序，对Ae. aegypti、Ae. albopictus和Ae. vittatus进行了比较。比较分析包括表型性状的聚类分析和基于COI序列的系统发育分析。
结果
在形态学上，Ae. vittatus的31个成虫性状中有61%与Ae. aegypti和Ae. albopictus均不同。针对Ae. vittatus在腹部、跗节和触须的条带模式的形态测量学显示，在来自两种伊蚊的总共51个性状中有28个独特性状 (P?结论
表型与基因型属性之间的高度一致性为区分形态相似的伊蚊媒介提供了一个稳健可靠的框架。这些数据集可能有助于评估这些物种的生态变异和进化模式。

伊蚊属（Aedes）是虫媒病毒病的重要传播媒介，其中埃及伊蚊（Aedes aegypti）和白纹伊蚊（Aedes albopictus）是登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒的主要媒介，而白带伊蚊（Aedes vittatus）作为桥梁媒介，在病毒从森林向人居环境的循环中起关键作用。然而，这三种伊蚊形态高度相似，尤其是Ae. vittatus曾与Ae. aegypti和Ae. albopictus归为同一亚属，传统形态学鉴定易出现误判。由于气候变化和全球化，Ae. vittatus的分布范围从热带亚热带向更凉爽地区扩展，增加了虫媒病毒传播风险。为建立可靠的鉴定框架，研究人员在印度奥里萨邦Ganjam地区采集了三种伊蚊的幼虫和蛹，实验室饲养至成虫后，采用整合形态学、形态测量学和分子方法进行系统比较。研究结果表明，Ae. vittatus与Ae. aegypti和Ae. albopictus在表型和基因型层面均显著不同，而Ae. aegypti与Ae. albopictus高度相似。这种一致性提供了区分形态相似伊蚊的稳健框架，有助于评估其生态变异和进化模式。论文发表在《The Journal of Basic and Applied Zoology》。

本研究的关键技术方法包括：（1）形态学性状分析：使用立体显微镜观察31个成虫形态特征（如头、胸、腹、足等部位的鳞片斑纹），采用二进制矩阵进行邻接法聚类分析（平方欧氏距离，1000次自展）；（2）形态测量学：测量51个身体部位的尺寸（腹部节段长度、暗带和淡带宽，前、中、后足跗节各节暗带和淡带宽，触须长度），通过单因素方差分析和Fisher最小显著差异检验比较差异；（3）分子分析：提取单个蚊虫DNA，PCR扩增COI基因（引物LCO1490/HCO2198），Sanger测序，序列经GenBank和BOLD数据库比对确认，最大似然法构建系统发育树（GTR+G模型，1000次自展）。样本均采自印度奥里萨邦Ganjam地区的水生栖息地（如岩池、容器、轮胎、鸟盆等）。

研究结果分为三个部分：
（1）形态学性状分析：通过比较31个成虫形态性状，发现Ae. vittatus有19个性状（64.5%）与Ae. aegypti和Ae. albopictus不同，而Ae. aegypti与Ae. albopictus高度相似。聚类分析显示Ae. aegypti与Ae. albopictus聚为一支（凝聚距离31.9），Ae. vittatus单独成簇（凝聚距离88.9）。
（2）形态测量学分析：对51个测量指标进行单因素方差分析，发现Ae. vittatus在腹部节段长度、暗带和淡带宽度、后足跗节I和IV暗带、跗节I-III淡带、中足跗节II淡带以及触须淡区长度等方面与另两种伊蚊存在显著差异（P<0.05）。聚类分析同样将Ae. vittatus与Ae. aegypti和Ae. albopictus分开（凝聚距离85.6 vs 65.8）。
（3）分子系统发育分析：COI基因序列经GenBank和BOLD数据库确认，获得登录号OR195084（Ae. aegypti）、OR879749（Ae. albopictus）和OR459623（Ae. vittatus）。最大似然法系统发育树显示，来自16个国家（包括西班牙、几内亚、加纳、中非共和国、沙特阿拉伯、南非、莫桑比克、肯尼亚、泰国、老挝、菲律宾、印度、尼泊尔、古巴、多米尼加共和国和斯里兰卡）的Ae. vittatus种群形成一个独立分支，与Ae. aegypti和Ae. albopictus的混合分支明确分离。种内Kimura-2参数（K2P）遗传距离较低（Ae. albopictus 0.103，Ae. aegypti 1.187，Ae. vittatus 0.264），而种间距离较高（Ae. vittatus vs Ae. albopictus 0.094-0.141，vs Ae. aegypti 0.094-1.053）。

讨论部分强调，整合分类学证据有助于验证物种边界并阐明系统关系。本研究的多数据集一致支持Ae. vittatus与Ae. aegypti和Ae. albopictus的显著差异。由于气候变化和城市化，Ae. vittatus从森林向城市环境扩展，生态位模型预测其将进一步向凉爽区域扩散，增加疾病传播风险。传统的形态学鉴定依赖易脱落的胸部鳞片等脆弱特征，而机械捕捉装置（如BG-Sentinel陷阱）会加剧标本损伤。形态学性状（如鳞片斑纹）具有进化意义，本研究中多个性状对Ae. vittatus具有100%诊断效力。形态测量学提供了定量比较，但受温度、海拔等生态因素影响，存在环境可塑性。COI条形码作为全球认可的工具，本研究的系统发育分析显示Ae. vittatus全球种群构成独立分支，种内变异低于种间变异，表明其进化独立性。未来研究应整合更多分子标记和基因组方法以增强系统发育分辨率。

研究结论翻译：本研究通过整合形态学、形态测量学和分子方法对Ae. aegypti、Ae. albopictus和Ae. vittatus媒介进行比较，强烈表明Ae. aegypti和Ae. albopictus在许多性状上相似，但与Ae. vittatus显著不同。线粒体COI基因的系统发育分析证实，即使在全球种群中具有显著的种内差异，Ae. vittatus也不与Ae. aegypti和Ae. albopictus共享同一分支。形态学和形态测量学的聚类分析表明Ae. vittatus与Ae. aegypti和Ae. albopictus明显不同。表型与基因型数据集的高度一致性为区分形态相似的伊蚊媒介并理解它们之间的进化关系提供了一个稳健可靠的框架。