《Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases》:Blood flukes (Digenea: Sanguinicolidae) of common freshwater fishes in Europe: A new genus, two new species, and a morphological and molecular characterisation of
Sanguinicola armatus
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:鱼类血吸虫(扁形动物门:复殖目)具有双宿主生活史,包括腹足类、双壳类或多毛类作为中间宿主。成虫感染宿主的循环系统,已知可导致受感染鱼类的死亡。鱼类血吸虫,尤其是来自淡水生态系统的种类,在全球范围内仍未被充分报道。关于淡水鱼类血吸虫信息的匮乏归因于分离和研究它
:鱼类血吸虫(扁形动物门:复殖目)具有双宿主生活史,包括腹足类、双壳类或多毛类作为中间宿主。成虫感染宿主的循环系统,已知可导致受感染鱼类的死亡。鱼类血吸虫,尤其是来自淡水生态系统的种类,在全球范围内仍未被充分报道。关于淡水鱼类血吸虫信息的匮乏归因于分离和研究它们所涉及的方法学挑战。这些吸虫由于体型小且透明而难以检测,并且在鱼类寄生虫学检查过程中容易因血管破裂而丢失。此外,它们在宿主安乐死后往往迅速变质,且难以染色,导致标本质量差和物种诊断不准确。淡水鱼类的血吸虫被归为两个科:Acipensericolidae Warren & Bullard, 2023和血居科(Sanguinicolidae)Poche, 1926。Acipensericolidae仅由一个属(Acipensericola Bullard, Snyder, Jensen & Overstreet, 2008)代表,感染北美的鲟形目鱼类。相比之下,血居科的成员感染属于八个目的鱼类(鲈形目、脂鲤目、鲤形目、狗鱼目、隆头鱼目、鲈形目、鲑形目和鲶形目),并已在非洲、亚洲、澳大利亚、欧洲和美洲被报道。血居科由七个属组成:Sanguinicola Plehn, 1905(模式属)、Cladocaecum Orélis-Ribeiro & Bullard, 2016、Kritsky Orélis-Ribeiro & Bullard, 2016、Parasanguinicola Herbert & Shaharom, 1995、Plehniella Szidat, 1951、Pseudosanguinicola Warren & Bullard, 2023和Nomasanguinicola Truong & Bullard, 2013。目前关于血居类系统发育关系的知识是零散的,原因是某些物种的形态学描述不完整、缺乏成虫标本的新采集以及DNA序列数据的匮乏。在已描述的物种中,仅有核28S rDNA序列可用于Nomasanguinicola canthoensis Truong & Bullard, 2013、Nomasanguinicola dentata (Paperna, 1964)、Pseudosanguinicola occidentalis (Van Cleave & Mueller, 1932)、Sanguinicola volgensis (Ra?ín, 1929)和Sanguinicola plehnae Warren & Bullard, 2023;Warren et al., 2023, 2024。此外,还有三个未鉴定物种的成虫血居类序列可用。同时,若干血居类尾蚴分离物的身份仍不确定,因为它们尚未与任何已知的成虫阶段相匹配。在欧洲,自Plehn (1905)在淡水鱼类中发现血吸虫以来,血居类已从代表九个科的26种鱼类中被报道,即平鳍鳅科、鳅科、鲤科、狗鱼科、雅罗鱼科、鲈科、鲑科、鲶科和丁鱥科。迄今为止,仅描述了六个属于血居科的吸虫物种:Sanguinicola armatus Plehn, 1905;Sanguinicola inermis Plehn, 1905;Sanguinicola intermedius Ejsmont, 1926;Sanguinicola plehnae Warren & Bullard, 2023;Sanguinicola rutili Simon-Mart?n, Rojo-Vasquez & Simon-Vicente, 1987和Sanguinicola volgensis (Ra?ín, 1929)。然而,由于Sanguinicola属成员之间的遗传关系在很大程度上仍然未知,因此对该属的分类学不确定性已被提出。事实上,除了S. volgensis和S. plehnae的28S rDNA序列外,其他已确认物种(包括模式种S. armatus)都缺乏遗传数据。本研究基于形态学描述以及核28S rRNA和线粒体cox1基因部分序列的分析,报道了来自立陶宛的血居类。除了先前在立陶宛淡水鱼类中报道的三种Sanguinicola属物种,即S. armatus、S. inermis和S. intermedius (Krotas, 1968; Rauckis, 1988)之外,研究人员描述了一个新种,报告了S. volgensis的首次记录,并补充了S. armatus已知描述的额外形态学和形态计量学细节。研究人员进一步提出了一个新属以容纳本研究中记录的两个额外物种。研究人员讨论了淡水鱼类血吸虫的宿主范围和分布,并提出了欧洲血居类与该科其他成员之间相互关系的系统发育分析。
论文解读
一、研究背景与问题
鱼类血吸虫隶属于扁形动物门复殖目,是一类具有双宿主生活史的寄生虫,其生活史涉及腹足类、双壳类或多毛类等中间宿主。成虫寄生于鱼类的循环系统,可导致感染鱼类的死亡。尽管鱼类血吸虫具有重要的生态学和养殖业意义,但淡水生态系统中的鱼类血吸虫在全球范围内长期处于被低估的状态。造成这一现状的主要原因在于方法学上的挑战:这些吸虫体型微小且体表透明,在鱼类寄生虫学检查过程中极易因血管破裂而丢失;同时,它们在宿主安乐死后迅速变质,染色困难,导致标本质量不佳,进而造成物种鉴定的不准确。
在欧洲,自Plehn于1905年首次在淡水鱼类中发现血吸虫以来,血居科(Sanguinicolidae)的种类已从代表九个科的26种鱼类中被报道。然而,截至本研究开展前,欧洲仅描述了六个血居科物种。更为关键的是,Sanguinicola属成员之间的遗传关系在很大程度上仍然未知,除S. volgensis和S. plehnae外,包括模式种S. armatus在内的其他已确认物种均缺乏遗传数据。这种遗传数据的匮乏严重制约了对该属分类学关系的准确理解,也阻碍了血居科系统发育关系的重建。因此,开展基于形态学和分子数据的综合研究,对于厘清欧洲淡水鱼类血居类的物种多样性和系统发育关系具有重要的科学意义。
二、研究内容与结论
本研究基于2022年5月至2026年7月间从立陶宛10个水体采集的190尾、6种鱼类标本,系统开展了血居类的形态学和分子学研究。总体感染率为20.5%,感染率和感染强度在不同鱼类物种和采样点间存在差异。研究人员共鉴定出五个物种:S. armatus、S. volgensis、两个新种(Sanguinicola bakeri n. sp.和Ejsmontellus akicola n. g., n. sp.)以及一个未描述种Ejsmontellus sp.。其中,丁鱥(Tinca tinca)仅感染S. armatus,该种在库尔斯潟湖的感染率高达71.4%,感染强度为1–167(平均26.0)。银鲫(Carassius gibelio)也感染S. armatus,但感染强度较低。S. volgensis以低感染率和低感染强度在三种雅罗鱼科鱼类中被发现。粗鳞鳑鲏(Blicca bjoerkna)感染S. bakeri n. sp.和E. akicola n. sp.两个物种,且47.4%的感染个体存在混合感染。
研究人员建立了新属Ejsmontellus,以纪念波兰学者Leopold Ejsmont对血居科研究的贡献。该属的鉴别特征包括:体背腹扁平,后端较前端更窄;体表具刺,刺直且深埋于体被中,呈单列腹外侧排列;口亚端位,无咽;食管前部具管状膨大,无后部膨大;肠呈X形,由4–5个不规则树枝状盲囊组成;睾丸单个,位于肠后,由中央柱和两列侧叶组成;卵巢单个、位于睾丸后、致密、心形;雌雄生殖孔分别开口于背面。新属与Sanguinicola属的主要区别在于前部食管膨大的形状和位置(管状、位于前端vs纺锤形、距前端一定距离)、缺乏后部食管膨大以及卵巢形状(致密心形vs双叶蝶翅形)。
新种Ejsmontellus akicola的种名源自立陶宛语"akis"(意为"眼")和拉丁语后缀"cola"(意为"栖息者"),指其感染部位为眼睛玻璃体液。该种在粗鳞鳑鲏的眼玻璃体液中检出,感染率为37.8%,感染强度为1–16。新种Sanguinicola bakeri以Nathan Jay Baker博士命名,以表彰其在外业和血吸虫采集中的贡献。该种主要从粗鳞鳑鲏的动脉球和体腔冲洗液中被检出。
三、主要技术方法
研究人员采用了形态学与分子学相结合的综合研究方法。形态学方面,对完整标本和用于DNA提取的前部切除标本进行洋红染色、梯度乙醇脱水、水杨酸甲酯透明和达玛树脂封片,利用Olympus BX51显微镜进行形态观察和绘图,通过Olympus BX53显微镜连接ZEISS Axiocam相机和Labscope 4.4.0成像软件进行形态计量。分子学方面,使用KAPA Express Extract Kit提取基因组DNA,扩增核28S rRNA基因(D1-D3区)和线粒体细胞色素c氧化酶亚基1基因(cox1),采用Sanger测序。系统发育分析采用贝叶斯推断(BI)和最大似然法(ML),物种界定分析采用贝叶斯泊松树过程模型(bPTP)。cox1数据集采用基于Kimura-2-parameter距离的邻接法分析。样本来源于立陶宛10个水体,包括库尔斯潟湖、考纳斯水库、内穆纳斯河、内里斯河、热梅纳河、梅尔基斯河、格鲁达河、德鲁克夏伊湖、杜西亚湖和毛塞利斯湖。
四、研究结果
3.1 感染模式:总体感染率为20.5%,丁鱥在库尔斯潟湖的感染率和感染强度最高。共鉴定五个物种,其中丁鱥仅感染S. armatus,粗鳞鳑鲏感染S. bakeri n. sp.和E. akicola n. sp.两个物种,且有47.4%的感染个体存在混合感染。
3.2 Ejsmontellus新属:基于形态学特征建立了新属Ejsmontellus,其鉴别特征包括管状前部食管膨大、无后部食管膨大、致密心形卵巢等,可与Sanguinicola、Parasanguinicola、Pseudosanguinicola、Cladocaecum、Kritsky、Nomasanguinicola和Plehniella等属区分。
3.3 Ejsmontellus akicola新种:基于7个固定成虫标本描述,体长576–706 μm,宽86–125 μm,具70–76根侧被棘,睾丸具14–17对侧叶,卵巢致密心形,仅寄生于粗鳞鳑鲏眼玻璃体液。
3.4 Sanguinicola armatus:基于12个封片成虫标本补充描述,与Ejsmont (1926)的描述基本一致,但在体尺寸(601–863 × 98–181 μm vs 720–1350 × 160–230 μm)和被棘数量(79–89 vs 60–100/列)上存在差异,可能归因于活体与乙醇保存标本的差异。该种首次获得遗传数据(28S rDNA和cox1序列)。
3.5 Sanguinicola bakeri新种:基于9个固定成虫标本描述,体长613–1073 μm,宽100–175 μm,具172–200根被棘,睾丸具16–19对近球形侧叶,卵巢双叶蝶翅形,位于睾丸后方短距离处,可与同属其他物种区分。
3.6 分子鉴定:共获得61条部分序列(28S rDNA n=34;cox1 n=27)。28S rDNA系统发育树显示本研究获得的分离物形成三个强支持的分支:分支A包含Sanguinicola属(包括模式种S. armatus),分支B仅包含来自南非、波兰和捷克的软体动物尾蚴分离物,分支C为新属Ejsmontellus。种内分歧度低(S. armatus为0.1–0.3%,S. bakeri为0.1–0.2%,S. volgensis为0–0.1%,E. akicola为0.1%),种间分歧度在S. bakeri和S. volgensis之间最低(1.3–1.5%),在S. armatus和S. plehnae之间最高(7.5%)。cox1系统发育分析恢复了六个物种,其中S. armatus的种内分歧度较高(0–5.3%),但来自同一水体的分离物亲缘关系密切(0–0.2%)。bPTP物种界定分析结果与BI和ML系统发育分析结果一致。
五、讨论与结论
本研究通过形态学和分子数据的综合分析,显著推进了对欧洲淡水鱼类血居类多样性和系统发育关系的认识。新属Ejsmontellus的建立和新种S. bakeri、E. akicola的描述丰富了血居科的分类体系。首次获得的S. armatus遗传数据填补了该模式种分子信息的空白,为后续的系统发育研究奠定了基础。S. volgensis在立陶宛的首次记录扩展了该物种的地理分布范围。系统发育分析表明,Sanguinicola属内部以及血居科各属之间的亲缘关系仍存在大量未解之谜,多数已知血居类的系统发育位置尚未得到解决,这主要归因于许多序列来源于尾蚴分离物或形态学材料不足以进行正式描述。研究结果强调,淡水鱼类血吸虫的多样性目前仍被严重低估,需要更多基于成虫标本的综合分类学研究来揭示其真实的物种多样性和进化历史。该研究发表于《Current Research in Parasitology》。