塔里木河流域微小隐孢子虫地理隔离分化的系统发育研究

Cryptosporidium parvum is an important zoonotic protozoan, which subtypes families have the characteristics of geographical segregation. C. parvum IId subtype family was probably dispersed from Western Asia to other geographical regions as a result of introduction of cattles. The Tarim River Basin has a unique hydrological and geographical characteristics, and it is an important trading channel of cattles and sheep from Central Asia to China. Our previous study found that C. parvum was the dominant species of Cryptosporidium from calves in Tarim River Basin that appear to belong to IId family. Thus, in this project, we choose C. parvum isolates from different hosts in the Tarim River Basin as the research objects. Based on the MLST data of C. parvum, the genetic polymorphism, the linkage disequilibrium, as well as the genetic difference degree will be calculated. The present project will focus on understanding the geographical segregation of C. parvum isolates in Tarim River Basin. This results of this study will provide a foundation for better understanding the genetic evolution and mechanism of host-adaptation of C. parvum.

微小隐孢子虫是重要的人兽共患原虫之一，亚型家族存在地理隔离分化特征，其IId亚型家族可能从西亚随着牛的驯化史而扩散至世界各地。塔里木河流域具有独特的水文和地域特点，且为牛、羊等家畜自中亚引入中国的重要通道。申请人项目团队前期研究发现，该流域犊牛以微小隐孢子虫为优势感染种类，基因亚型均属IId亚型家族。鉴于此，本项目拟以塔里木河上游流域不同宿主源微小隐孢子虫为主要研究对象，基于多位点序列分型( MLST)方法，计算其遗传多态性、连锁不平衡及群体分化，采用系统发育分析方法重点研究该流域微小隐孢子虫地理隔离分化特征。研究结果将对深入研究微小隐孢子虫的遗传进化和宿主适应性机制提供基础资料。

微小隐孢子虫是引起人和动物腹泻的常见病原之一，其亚型家族具有遗传多样性和地理隔离分化特征。本项目在分子流行病学调查基础上，重点开展塔里木河流域动物源微小隐孢子虫的种系进化和群体遗传结构研究。. 调查发现，塔里木河流域规模化场新生犊牛普遍感染微小隐孢子虫，鉴定出4个基因亚型，IIdA14G1、IIdA15G1、IIdA19G1 和IIdA20G1，其亚型呈现多样分化和场聚集性分布特征，结果进一步证实微小隐孢子虫IId 亚型家族可能从西亚随着牛进化的过程逐渐形成独立种系和地理隔离。. 在新疆某规模化场新生犊牛隐孢子虫动态感染纵向调查结果显示，微小隐孢子虫主要感染1-4周龄的犊牛，是在前3周龄犊牛发现的唯一的隐孢子虫种类。该研究结果与我国河北、宁夏和江苏牛场犊牛暴发隐孢子虫病的调查结果相一致，提示微小隐孢子虫是新生犊牛主要的腹泻病原之一。. 研究调查了新疆部分地区规模化场猪、双峰驼、地方品种羊和羊驼等动物隐孢子虫感染情况，初步掌握了其隐孢子虫种类分布和遗传多样分化特征；发现多种动物均可感染微小隐孢子虫，其亚型为IIdA14G1或IIdA15G1，且存在不寻常的亚型分化特征，与我国中东部地区以IIdA19G1为主存在地理隔离分化差异，形成区域性遗传结构特征。. 采用MLST技术解析64株塔里木河流域奶牛源不同亚型微小隐孢子虫群体遗传结构特征，8个微卫星和小卫星基因位点多位点序列分型结果显示，在gp60、DZ-HRG和MSC6-7基因位点有序列差异，在而在其他位点均未表现差异，项目数据结果支持新疆部分地区牛源微小隐孢子虫存在多样性分布，为隐孢子虫的地理隔离分化研究提供了基础数据。. 结合课题组的调查研究和国内外报道，上述研究结果提示新疆地区多种动物源微小隐孢子虫存在独特的基因亚型分布特征，特别是不寻常的亚型分化，其多样分化产生的机制尚不明确，下一步将针对新疆地区不同动物源微小隐孢子虫进行单细胞基因组测序和临床致病性等研究，以阐明其多样遗传分化机制。