唐天才,劉城成,塔 英,林寶山,陳天祥,曾曉旭,吳毅鵬,宋定州,郝力力*
(1.西南民族大學生命科學與技術(shù)學院,四川 成都 610041;2.阿壩州動物疫病預防控制中心,四川 馬爾康 624000;3.四川省若爾蓋縣科學技術(shù)和農(nóng)業(yè)畜牧局,四川 阿壩州 624500;4.攀枝花市農(nóng)林科學研究院,四川 攀枝花 617061)
【研究意義】寄生蟲病是危害山羊健康的一大類疫病,其中消化道蠕蟲感染的種類最多包括線蟲、吸蟲和絳蟲等,且經(jīng)常表現(xiàn)為混合感染[1]。若未對放牧的山羊驅(qū)蟲,可能會導致山羊蠕蟲感染率高以及感染強度大,從而影響山羊的生長發(fā)育、生產(chǎn)性能,甚至誘發(fā)其他疾病,嚴重者可導致死亡,給山羊養(yǎng)殖帶來重大的經(jīng)濟損失。【前人研究進展】近年來,先后有學者對國內(nèi)部分地區(qū)的山羊消化道蠕蟲感染情況進行了系列調(diào)查,結(jié)果顯示各地區(qū)有著不同的感染程度、感染蟲種以及優(yōu)勢蟲種[1-2]。如陳靜[2]對重慶山羊腸道寄生蟲調(diào)查,檢出5種蠕蟲,總感染率為98.67 %,以圓線蟲為優(yōu)勢蟲種;肖芳萍[1]對貴陽山羊消化道寄生蟲調(diào)查,檢出13種蠕蟲,總感染率為100 %?!颈狙芯壳腥朦c】近年來,隨著攀枝花養(yǎng)羊業(yè)的不斷發(fā)展,羊存欄數(shù)從2005年的467 430只增加到2010年568 460只,再到2016年702 320只,年均增長率約4 %。隨著攀枝花市山羊一級傳染病預防工作的深入開展,山羊的烈性傳染病已得到一定程度的控制,而寄生蟲的危害卻日益突出;交易的頻繁,流通領(lǐng)域的擴大,同時也導致了山羊寄生蟲病的擴散。自1987年以后就未見系統(tǒng)開展攀枝花山羊寄生蟲病研究的報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】因此,迫切需要對山羊消化道寄生蠕蟲的種類開展調(diào)查,以期初步明確種類,為今后該地區(qū)山羊消化道蠕蟲病的防控提供依據(jù)。
1.1.1 蟲體采集 于2017年12月至2018年12月屠宰攀枝花仁和區(qū)、鹽邊縣以及米易縣的瘦弱山羊或有臨床癥狀的山羊,然后采用蠕蟲學完全剖檢法檢查:胃、膽囊、十二指腸、盲腸、回腸、空腸、胰腺以及食管,內(nèi)容物用生理鹽水沖洗,再挑出蟲體并置于75 %酒精溶液中,帶回實驗室保存待檢(由攀枝花農(nóng)科院協(xié)助完成)。
1.1.2 主要器材 電泳儀電源(北京六一儀器廠,DYY-6C型)、臺式高速離心機(eppendorf 5402型)、Leica S9D體視顯微鏡及Bio-Rad梯度PCR擴增儀(PTC240型)等。
1.1.3 主要試劑 組織基因組DNA提取試劑盒(EasyPure Genomic DNA Kit),Trans 2K Plus DNA maker,2×EasyTaqPCR SuperMix(北京全式金公司),1×TAE溶液,引物合成、測序均由生工生物工程技術(shù)服務有限公司(成都公司)完成。
1.2.1 蟲體形態(tài)觀察 根據(jù)《中國畜禽寄生蟲形態(tài)分類圖譜》[3]及《中國草食家畜常見寄生蠕蟲圖鑒》[4],在體式顯微鏡下觀察蟲體形態(tài),測量蟲體的大小以及長度,并拍照。
1.2.2 分子生物學鑒定 DNA提?。喝⌒螒B(tài)初步鑒定后的蟲體,放于1.5 mL的EP管,用ddH2O沖洗2~3次,剪蟲體部分置于新的EP管,再按照組織基因組DNA提取試劑盒的步驟逐步提取,置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
PCR擴增:線蟲和吸蟲的分子鑒定分別采用Morise[5]和Van[6]報道的方法,其中線蟲COI基因引物為:COIjb3-F:5′-GATTTTTTGGTCAYCCGCARG T-3′;COIjb5-R:5′-GYAACTACATAATAAGTRTCRT G-3′,400 bp。擴增程序為:94 ℃預變性4 min;94 ℃變性15 s,55 ℃退火35 s,72 ℃延伸25 s,40個循環(huán);72 ℃延伸8 min。吸蟲18SrRNA基因引物為:18S9 modF: 5′-GATCCTGCCAGTAGTCATATGCTTG-3′;18S637modR:5′-TACGCTWYTGGAGCTGGAGTTACCG-3′,610 bp。擴增程序為:94 ℃預變性4 min;94 ℃變性15 s,55 ℃退火35 s,72 ℃延伸40 s,40個循環(huán);72 ℃延伸8 min。2種反應均采用25 μl的體系:2×EasyTagPCR SuperMix 12.5 μl、上下游引物各1 μl(10 μmol·L-1)、模板1 μl、ddH2O 9.5 μl混勻,并設陰性對照(去離子水)。取2 μl PCR擴增產(chǎn)物于1.2 %瓊脂糖凝膠中100V電泳30 min,凝膠成像儀中觀察結(jié)果。
序列比較分析與進化樹構(gòu)建:PCR產(chǎn)物送生工測序,所得序列用DNA Star軟件進行拼接,在NCBI中blast進行比對,最后應用MEGA6.0軟件以Neighbor-Joining法(bootstrap值1000)構(gòu)建進化樹。
本調(diào)查分6次剖檢,共剖24只山羊,從形態(tài)特征以及采集部位初步鑒定攀枝花山羊消化道蠕蟲有6種,其中線蟲5種,分別是羊仰口線蟲(Bunostomumtrigonocephalum,圖1-A),長19.51~21.90 mm,采自空腸與回腸;粗紋食道口線蟲(Oesophagostomumasperum,圖1-B),長21.10~23 mm,采自回腸、盲腸以及結(jié)腸;捻轉(zhuǎn)血矛線蟲(Haemonchuscontortus,圖1-C),長21.00~24.12 mm,采自真胃與小腸;羊毛尾線蟲(Trichurisovis,圖1-D),長50.50~80.00 mm,采自盲腸;綿羊夏伯特線蟲(Chabertiaovina,圖1-E),長11.20~12.50 mm,采自結(jié)腸。1種吸蟲為胰闊盤吸蟲(Eurytremapancreaticum,圖1-F),大小為6.7~7.5 mm×2.8~3.6 mm,采自胰腺。混合感染統(tǒng)計顯示:攀枝花山羊消化道蠕蟲混合感染情況嚴重,混合感染種類多達5種,2種混合感染主要為胰闊盤吸蟲與不同線蟲的混合感染,3種以上混合感染主要為胰闊盤吸蟲和不同線蟲之間的混合感染(表1)。
以提取DNA為模板,分別擴增線蟲和吸蟲的目的基因,如圖2所示,在400 和610 bp處均出現(xiàn)特性條帶,大小與預期相符。
所有序列經(jīng)拼接,兩兩比對,共得8條,其中捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的序列3條,其余蟲種的序列均為1條。
表1 山羊消化道蠕蟲混合感染情況Table 1 Polyinfection infection of digestive tract worms in goats
A:羊仰口線蟲;B:粗紋食道口線蟲;C:捻轉(zhuǎn)血矛線蟲;D:羊毛尾線蟲;E:綿羊夏伯特線蟲;F:胰闊盤吸蟲A:Bunostomum trigonocephalum;B:Oesophagostomuma sperum;C:Haemonchus contortus;D:Trichuris ovis;E:Chabertia ovina;F:Eurytrema pancreaticum圖1 山羊消化道蠕蟲的形態(tài)Fig.1 Morphology of worms found in digestive system of goats
線蟲序列BLAST比對后選取同源性最高的序列作為參考序列,構(gòu)建進化樹。如圖3所示,各線蟲均聚于各自種類的大支。羊仰口線蟲與云南(JX272232)、吉林(JX272211)、山西(JX27223)分離的羊仰口線蟲(Bunostomumtrigonocephalum)的同源性達99.46 %~99.73 %。綿羊夏伯特線蟲與分離自陜西的綿羊夏伯特線蟲(Chabertiaovina. KF279336)同源性最高,達99.46 %。羊毛尾線蟲與分離自湖南的羊毛尾線蟲(Trichurisovis. KY656514)同源性最高,達100 %。粗紋食道口線蟲與分離自湖南的粗紋食道口線蟲(Oesophagostomumasperum. KM200767)同源性最高,達99.73 %。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲與美國的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲(Haemonchuscontortus. AF004935)同源性最高,為93.50 %~94.04 %。吸蟲序列BLAST比對后選取同源性最高的序列以及相近吸蟲的18SrRNA基因序列等作為參考序列,構(gòu)建進化樹。結(jié)果顯示本次所得的胰闊盤吸蟲與甘肅的胰闊盤吸蟲(Eurytremapancreaticum. DQ401034)同源性最高,達99.00 %(圖4)。
長期以來,形態(tài)學鑒定方法是寄生蟲鑒定的基礎,但此法要求工作人員需要豐富的經(jīng)驗,且對于形態(tài)相近以及未正確保存的蟲體較難準確鑒定。隨著分子生物學的發(fā)展,產(chǎn)生的DNA條形碼(DNA barcoding)技術(shù)用于物種鑒定具有非常明顯的優(yōu)勢,18SrRNA和COI基因作為DNA條形碼基因之一,已被廣泛的運用于吸蟲、線蟲、絳蟲等蠕蟲的鑒定[7-9]。因此,本研究采用形態(tài)學與分子生物學相結(jié)合的方法對山羊消化道蠕蟲的種類進行了鑒定。
M:DL 2000 plus marker;1~5:線蟲樣本;6:吸蟲樣本;7:陰性對照M:DL 2000 plus marker;1-5:Nematodes samples;6:Trematoda samples;7:Negative control圖2 線蟲COI基因和吸蟲18SrRNA基因的PCR反應后電泳圖Fig.2 PCR products of COI gene of nemtodes and 18SrRNA gene of trematodes
本研究應用PCR對攀枝花山羊線蟲的COI基因序列和吸蟲的18SrRNA基因序列進行了分析,值得注意的是,捻轉(zhuǎn)血矛線蟲各分離株的COI序列差異較大在2.4 %~5.1 %之間,與Genbank中其他捻轉(zhuǎn)血矛線地理株的差異在5.96 %以上。國內(nèi)劉俊琦[10]對永州市羊捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的COI基因進行了分析,其蟲株之間的差異在2.0 %~2.9 %,與Genbank其他捻轉(zhuǎn)血矛線蟲差異在15 %以上;白鵬霞[11]對甘南藏族自治州牦牛的捻轉(zhuǎn)血矛線蟲COI基因進行了分析,結(jié)果表明該株與其他捻轉(zhuǎn)血矛線蟲地理株的同源性在92.5 %~97.4 %之間;國外Tanveer將巴基斯坦的血矛線蟲與11國家的血矛線蟲分離株進行了COI序列的比較與分析,表明血矛線蟲的COI基因流動率很高[12],據(jù)此推測捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的COI基因具有種群遺傳多樣性。另外,本研究也將捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的COI序列翻譯為蛋白的氨基酸序列進行了比對與分析,結(jié)果顯示血矛屬線蟲COI序列編碼的蛋白序列完全相同,從氨基酸序列只能鑒定到屬,而不能鑒定到種,與白鵬霞的研究結(jié)果一致[11]。
關(guān)于不同地區(qū)羊消化道蠕蟲種類和分布,國內(nèi)進行了相關(guān)調(diào)查,結(jié)果表明諸多因素如地區(qū)、品種、飼養(yǎng)方式等均會一定程度的影響消化道蠕蟲種類。如黃占欣(2012)等[13]對邯鄲地區(qū)羊消化道蠕蟲感染情況進行了調(diào)查,檢出11種蠕蟲,結(jié)果表明集約化養(yǎng)殖與放牧散養(yǎng)羊群消化道蠕蟲的感染種類差異顯著。袁煒(2014)[14]對湖北省公安縣放牧山羊蠕蟲病開展了調(diào)查,檢出10種消化道蠕蟲,表明線蟲一年四季感染情況均嚴重。本次對攀枝花山羊消化道蠕蟲種類進行了初步調(diào)查,結(jié)果顯示山羊消化道感染5種線蟲和1種吸蟲,且存在混合感染,混合感染種類在2~5種之間,其中以混合感染2和3種蠕蟲所占的比例最大(表1),與國內(nèi)研究報道基本一致[2,13-14],表明我國山羊消化道蠕蟲普遍存在混合感染。在四川省,甘孜州和阿壩州放牧牦牛和藏綿羊的肝片吸蟲感染率普遍偏高,然而本次調(diào)查卻未檢出肝片吸蟲,只檢出胰闊盤吸蟲,這可能與兩種吸蟲的生活史以及山羊的放牧地點有關(guān)。肝片吸蟲的中間宿主為椎實螺(淡水螺的一種),而胰闊盤吸蟲的中間宿主為陸地螺和中華草螽。本研究中所剖山羊均來自于農(nóng)戶,放牧地點遠離河流、沼澤等潮濕的環(huán)境,山羊與胰闊盤吸蟲中間宿主—陸地螺接觸的機會多,這可能是胰闊盤吸蟲感染嚴重的主要原因之一,后期可進一步開展陸地螺和中華草螽感染胰闊盤吸蟲的調(diào)查。
圖3 基于線粒體COI基因的線蟲的系統(tǒng)進化樹Fig.3 Phylogenetic tree based on the COI gene of nematode
圖4 基于核糖體18SrRNA基因的胰闊盤吸蟲及其相關(guān)吸蟲的系統(tǒng)進化樹Fig.4 Phylogenetic tree based on the 18SrRNA gene of E.pancreaticum and other related species of trematode
攀枝花屬南亞熱帶亞濕潤氣候,年平均氣溫在19~23 ℃之間,全年無冬,四季不分明,這樣的氣候條件對蠕蟲的繁殖非常有利。因此,后期需要提高農(nóng)戶的驅(qū)蟲意識,加強山羊蠕蟲病的監(jiān)測,開展山羊消化道原蟲和體表寄生蟲種類的全面調(diào)查,從而為該地區(qū)制定合理的驅(qū)蟲方案提供依據(jù)。
基于樣本采集部位、形態(tài)特征以及分子生物學方法,鑒定出攀枝花山羊消化道感染蠕蟲種類多,包括粗紋食道口線蟲、羊仰口線蟲、捻轉(zhuǎn)血矛線蟲、羊毛尾線蟲、綿羊夏伯特線蟲以及胰闊盤吸蟲。混合感染嚴重,需進一步加強山羊寄生蟲病的監(jiān)測及防控。