马泰勒虫广义种(Theileria equisensu lato)遗传多样性与系统发育:基于线粒体、顶质体及核基因组多位点基因分析的新见解

时间:2026年5月24日
来源:Ticks and Tick-borne Diseases

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研究人员针对马梨形虫病(equine piroplasmosis)这一全球分布的蜱传疾病,聚焦于其病原之一——马泰勒虫(Theileria equi)的分类与遗传多样性问题。该病原体曾用名包括Babesia equi,现归类于独立于巴贝斯虫属(Babesia)

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研究人员针对马梨形虫病(equine piroplasmosis)这一全球分布的蜱传疾病,聚焦于其病原之一——马泰勒虫(Theileria equi)的分类与遗传多样性问题。该病原体曾用名包括Babesia equi,现归类于独立于巴贝斯虫属(Babesia)和泰勒虫属(Theileria)的Equus群,且其属级分类仍待修订。研究指出,马泰勒虫广义种(T. equisensu lato)包含多个隐存种(cryptic species),其中谱系C已被命名为Theileria haneyi,但整体分类尚未完成。这种遗传多样性直接影响依赖严格检疫规程的国际马匹贸易相关诊断准确性。为此,研究人员设计了针对核基因组(hsp70、clamp、ama-1)、线粒体基因组(cox1)及顶质体基因组(tufA)的五对引物,对36份单感染的马泰勒虫广义种样本(涵盖谱系A、C/T. haneyi及E)进行扩增分析。结果显示,基于18S rRNA划分的谱系A、C、E通过多位点分析得到进一步验证;谱系A可细分为A1、A2两个亚谱系,且基于核基因组(hsp70)和线粒体基因组(cox1)标记还发现A3亚谱系,这些亚谱系的cox1遗传分化程度支持其应提升至物种等级。此外,研究还对用于分子或血清学诊断的基因ema-1和ema-11进行了系统发育与单倍型网络分析,证实谱系E无法通过这两个靶标被分子检测;A1和A3亚谱系分别对应ema-1分支A和B(呈全球分布),而罕见的法国A2亚谱系则关联新的ema-1分支D(含克罗地亚、蒙古及中国序列),并确认存在第五个ema-1分支E。同时,有限的ema-11序列数据支持谱系C/T. haneyi至少包含两个亚谱系。研究人员强调,马泰勒虫广义种的物种划分(按谱系或亚谱系)需基于更全面的全球遗传多样性数据,以避免对诊断工具开发造成不利影响。
马泰勒虫广义种遗传多样性与系统发育的多位点基因分析解读
研究背景与意义
马梨形虫病是由顶复门(Apicomplexa)寄生原虫引起的蜱传疾病,主要病原为马泰勒虫(Theileria equi)和马巴贝斯虫(Babesia caballi),感染可导致马属动物出现从轻微症状到急性死亡的广泛临床表现,且康复后马泰勒虫可终身带虫,对国际马匹贸易构成重大经济威胁。世界动物卫生组织(WOAH)将其列为须通报疫病,要求国际贸易中实施严格的筛查。传统分类依赖形态学和18S rRNA基因序列,但近年分子流行病学研究显示,马泰勒虫存在显著的遗传多样性,已鉴定出A至E共5个谱系(lineage),其中谱系C被独立命名为Theileria haneyi,提示其可能包含多个隐存种。然而,现有诊断靶标(如ema-1ema-11基因)存在谱系特异性,可能导致漏检,加之频繁发生的混合感染干扰序列归因,亟需更深入的遗传多样性解析以支撑分类修订和诊断优化。该研究由法国Oniris和INRAE的研究团队完成,发表于《Ticks and Tick-borne Diseases》。
主要技术方法
研究采用36份经18S rRNA基因分型确认的单感染马泰勒虫广义种血液样本,覆盖法国本土、瓜德罗普岛(加勒比地区)的谱系A、C及E。通过设计跨谱系的嵌套PCR(nested PCR)引物,扩增核基因组(hsp70clampama-1)、线粒体基因组(cox1)及顶质体基因组(tufA)的五个基因片段,并进行Sanger测序。利用Clustal Omega进行序列比对,通过FastTree/OneClick流程(MAFFT比对、BMGE修剪、最大似然法建树)开展系统发育分析,结合TCS算法构建单倍型网络,同时整合公共数据库序列(如巴西hma70序列、蒙古BequUSDA分离株序列)进行对比验证。
研究结果
3.1 五个基因在所有谱系中的扩增与特征
研究人员设计的十对引物成功扩增了36份样本中tufAcox1hsp70ama-1clamp的部分序列,仅两份谱系E样本的cox1未获扩增。扩增片段长度覆盖各基因开放阅读框(ORF)的32%至59%,拼接后获得约3.5 kb的串联序列。序列长度变异主要源于tufA(谱系A缺失3 bp)、ama-1(谱系A和E分别缺失3 bp和6 bp)及clamp基因的内含子差异(谱系E缺失第二个41 bp内含子)。
3.2 谱系A、C和E的分子特征与系统发育分化
谱系C和E的各基因序列相似性普遍超过99.5%(ama-1除外),变异多为同义突变;谱系A则显著分为A1和A2两个亚组。基于单个基因及串联序列的最大似然树均显示,谱系A与谱系C/E形成明显分支,支持率均高于70%,仅clamp基因树因序列相似性模式差异呈现不同拓扑结构。
3.3 谱系A为多系群
3.3.1 多位点序列分析将谱系A分为A1和A2亚谱系
A1包含6份样本(法国本土4份、瓜德罗普岛2份)及参考基因组WA和NVSL354;A2包含2份法国本土样本。两亚谱系间序列相似性:核基因约95%,tufA约85%,cox1约81%。
3.3.2 hsp70cox1分析将谱系A分为三个亚谱系**
整合公共数据库序列后,hsp70基因树显示存在A1、A2及新亚谱系A3(含巴西序列和蒙古BequUSDA序列),A3与A1相似性97%;cox1基因树同样支持A3的独立地位(与A1相似性83.4%)。
3.3.3 ema-1与多基因系统发育的一致性:谱系A至少分为四个亚谱系
新设计的巢式PCR仅在11份谱系A样本中扩增出ema-1片段(485 bp),谱系C和E均无扩增。序列分析显示,A1对应ema-1分支A(全球分布),A2对应新分支D(与A1相似性88%),A3对应分支B(与A1相似性93%)。单倍型网络进一步确认这四个亚谱系形成独立簇,其中A1和A3呈星状分布,提示近期扩张。
3.3.4 谱系A是否存在更多潜在亚谱系
分析短序列数据集发现,除A1、A2、A3外,还存在ema-1分支C(主要分布于南非)和新分支E(克罗地亚),共五个分支。
3.4 ema-11基因能否用于评估谱系C/T. haneyi的遗传多样性**
新建立的ema-11巢式PCR仅在谱系C样本中扩增成功(7/7),序列相似性99.3%-100%,且与南非分离株聚为两组,提示谱系C至少包含两个亚谱系。
讨论与结论
研究首次提供了谱系E的五个基因参考序列,证实多位点分析可有效区分马泰勒虫广义种的三个主要谱系。ema-1ema-11的谱系特异性扩增解释了既往研究中因混合感染导致的序列错配问题。基于cox1遗传距离(亚谱系间仅81%相似性)及多基因一致性,研究人员认为A1、A2、A3等亚谱系应视为独立物种,但需更多全球数据支持。研究强调,当前分类修订需谨慎,避免因名称变更影响诊断实践;同时,遗传多样性提示单一疫苗难以实现广谱保护,需开发多抗原策略。最终结论指出,该研究为马泰勒虫广义种的系统发育和诊断工具开发奠定了基础,未来需补充谱系B、D及更多谱系E的全球样本数据以完善认知。

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