青海省喜马拉雅旱獭种群遗传分化与病原体及鼠疫流行的相关性研究

Plague prevention and control should be solved as an important medical problem at this stage. The host of plague that Himalayan marmot is limited to the traditional morphological classification, species ecological surveys and monitoring of animal plague and few molecular studies. We studied on the population diversity and phylogenetic relationship and analyzed population diffusion process by the multi-gene markers technology used mitochondrial DNA gene sequences and microsatellite genetic and established the Himalayan marmot gene databases of the main violent region of animal plague in Qinghai province. Adding to the genotype space of Yersinia pestis, combined with the morphological characteristics and genetic information and the human plague epidemic characteristics to explore the relationship host and pathogen genotyping and human plague, and provide a scientific basis on the control measures, emergency anti-terrorism, biosecurity, system of software platform, for the further study on pathogenesis and preservation mechanism.

鼠疫的预防和控制是现阶段亟需解决的重要医学问题，对其宿主喜马拉雅旱獭的研究仅局限于传统形态分类、物种生态调查、动物鼠疫监测和个案分子研究。本项目拟在青海动物鼠疫流行猛烈地区，应用线粒体DNA基因和微卫星序列等多基因遗传分子标记技术，研究青海主要鼠疫源地内旱獭种群多样性和系统进化关系，分析不同旱獭地理种群在青藏高原的扩散过程，建立喜马拉雅旱獭线粒体DNA和微卫星序列数据库。并结合鼠疫菌的基因空间分布、人间鼠疫流行特点，综合探讨宿主遗传特征与病原体基因分型及人间鼠疫时空发展规律间的相互关系，为制定鼠疫预防控制措施、应急反恐、生物安全、软件技术平台体系建设提供科学依据，对进一步研究鼠疫致病机理和保存机制做出有益尝试。

本项目主要分析喜马拉雅旱獭高原低氧生理适应性、种群遗传多样性和系统进化关系及不同地理种群在青藏高原的扩散过程，并探讨旱獭遗传特征与病原体基因分型及人间鼠疫时空发展的相互关系。研究结果如下：1、同一生境随海拔的升高，喜马拉雅旱獭的红细胞数（RBC）、血红蛋白含量（HGB）、血细胞比容（HCT）值也会相应逐渐增加。平均红细胞体积（MCV）随海拔的升高而降低，而血小板（PLT）则随海拔的升高而增加，MCV和PLT值与生境类型无相关性。心肺组织切片中均有不同程度的损伤，说明旱獭对高原低氧环境有一定的生理适应性。2、两份动物残骸经COI基因比对，修订了原始送检错误分类信息，说明DNA条形码技术非常适用于鼠疫自然疫源地宿主动物形体残缺或材料腐败等传染源追溯诊断。3、Cytb基因显示同一地理种群内喜马拉雅旱獭种内遗传距离0-0.007，不同种群为0-0.028，遗传距离远低于临界值0.05，说明这种差异仍属于种群内不同个体间差异，未达到种或亚种的分化程度。构建的全世界14种旱獭NJ图显示喜马拉雅旱獭聚为一个大的分支，其他13种旱獭聚为一个大的分支，提示喜马拉雅旱獭是一个独立的母系起源，而其他13种旱獭是另一个独立的母系起源。4、青藏高原喜马拉雅旱獭线粒体控制区序列共发现了84个变异位点，定义了68种单倍型，种群总体遗传多样性较高，基因交流多数较低。系统发育树显示青藏高原喜马拉雅旱獭种群以唐古拉山脉为界分为两个大的种群，说明地理隔离是影响喜马拉雅旱獭种群动态变化的主要因素。5、微卫星序列结果显示不同种旱獭的遗传分化程度较低，基因交流很少，这与它们所处区域的地理距离较远，其间又有山脉和河流阻隔，加之旱獭是穴居冬眠性动物，活动范围相对有限等原因有关。近交系数表明各种群内均存在一定程度的近交，与旱獭迁徙距离一般较近，有一定的近亲交配现象。6、青海人间鼠疫防治应严防局部地区肺鼠疫暴发流行，提高首发病例诊治水平。控制重点地区动物鼠疫流行强度，降低宿主动物及媒介蚤密度。实时监控鼠疫菌基因类型，及时掌握不同组型鼠疫菌在人间鼠疫传播流行中的作用，综合讨论旱獭遗传特征与病原体基因分型及人间鼠疫时空发展的内在联系。