罗非鱼对寄生单殖吸虫的易感性及其机制研究

The mechanisms of host susceptibility to parasites has been the hot spot in the studies of parasitology and immunology. Allelic diversity of major histocompatibility complex (MHC) of host and its guided immune responses are highly associated with host's susceptibility to parasites. However, it has never been documented about the host's MHC participated immunity with its susceptibility to monogenean infection. The present research project aims to study the mechanisms of susceptibility of tilapia to three species of monogeneans (Gyrodactylus cichlidarum,Cichlidogyrus sclerosus and Enterogyrus malmbergi) in relation to the allelic diversity of MHC. The contents will include: 1). The experimental quantitative study of susceptibilities of tilapias to singular and concurrent infections of three species of monogeneans; 2). Allelic identification of MHC haplotypes and MHC diversity of hosts of different susceptibilities by experimental approaches; 3). MHC-mediated immune pathway after infections of above mentioned monogenean species; 4). Association between susceptibility of tilapia to these monogenean in natural water and their MHC diversity. Expected results from the study will provide new evidences to mechanisms of fish susceptiblity to parasites, and be important reference for the breeding of tilapia for disease resistence.

宿主对寄生虫的易感性及其免疫机制一直是寄生虫学和免疫学研究的热点，宿主主要组织相容性复合体（MHC）基因的多态性及其参与的免疫反应与它们对寄生虫易感性直接相关。迄今，尚未见有关鱼类对单殖吸虫的易感性与其MHC多样性及其相关免疫反应的研究报道。本项目拟研究我国南方主要养殖鱼类-罗非鱼的MHC基因的多样性与其对三种寄生于不同部位的单殖吸虫(寄生于体表的丽鱼三代虫、鳃上的几丁嗜丽鱼虫以及胃部的马氏肠环虫)的易感性的关系。主要内容包括：1).罗非鱼对上述单殖吸虫单独和混合感染的易感性的实验定量研究；2).不同易感性(高度易感、抗感染以及不感染)的罗非鱼群体的MHC等位基因及其多样性的分子鉴定；3).MHC介导的罗非鱼对上述单殖吸虫感染的免疫通路；4).自然水体罗非鱼对单殖吸虫的易感性与MHC多样性的关联性。研究结果可为揭示鱼类抗寄生虫感染的机制提供新的证据，也是罗非鱼抗病育种的理论参考。

宿主对寄生虫的易感性及其免疫机制一直是寄生虫学和免疫学研究的热点，宿主主要组织相容性复合体（MHC）基因的多态性及其参与的免疫反应与它们对寄生虫易感性直接相关。本项目重点对我国南方主要养殖鱼类-尼罗罗非鱼的MHC基因的多样性与寄生单殖吸虫的易感性的关系进行了研究。取得如下研究成果：. 1). 三代虫感染罗非鱼后，MHC家族基因都有不同程度的表达上调，特别是MHC Ⅱ类基因，其表达趋势与三代虫感染丰度的动态变化趋势有一致性。尼罗罗非鱼的皮肤粘膜组织可对丽鱼三代虫的感染产生一定程度的获得性免疫抵抗，表现在二次感染时丽鱼三代虫种群数量明显下降以及宿主体表粘液中特异IgM的显著上升，且特异IgM的含量与丽鱼三代虫的感染强度呈显著的正相关关系。. 2). 对丽鱼三代虫的分泌物进行超高分辨率质谱鉴定，发现6种三代虫分泌蛋白，其中，匹配得分最高的是EF-1α，GcEF-1α重组蛋白腹腔注射免疫有助于尼罗罗非鱼抵御丽鱼三代虫的感染，表现在高浓度注射时可以显著降低丽鱼三代虫的平均感染丰度，但是用丽鱼三代虫感染尼罗罗非鱼时，在感染系统加入重组 rGcEF-1α蛋白，结果发现 rGcEF-1α 的加入可提高丽鱼三代虫的感染强度。. 3). 基于实验室感染、湖泊网箱中感染以及自然感染的结果分析发现：尼罗罗非鱼对单殖吸虫的易感性与它们的MHC II α和β的特定等位基因型以及等位基因数量存在明显关联，具有中等等位基因数(2-3或3-4)的宿主群体具有最低的感染强度。就MHC II α而言，等位基因型Orni-DAA*0201和Orni-DAA*0701与宿主的易感性显著相关，而Orni-DAA*3601与抗感染高度相关，对MHC II β而言；Orni-DAB*1401与抗三代虫感染相关, 而 Orni-DAB*0901和Orni- DAB*3501 则与宿主的易感性相关 (相关系数都是P < 0.05)。. 4). 对广东茂名高州水库尼罗罗非鱼(含杂交)种群的100个样本进行DNA二代测序和分析获得其MHC II β (P < 0.05)第2外显子共83种核苷酸序列，呈现出跨物种多态性。对其多样性与单殖吸虫感染强度关系的分析发现：不同的超类型等位基因具有不同的效应，没有“最优杂合性”假说的预期结果。