中国西部鱼类寄生三代虫科的系统分类研究

Species of Gyrodactylidae are common globally spread viviparous ectoparasites of teleost fishes and gyrodactylosis, the disease these parasites cause when intensities are high, have had case histories described from every type of fish culture attempted to date, including anguillids, cyprinids, cichlids, ictalurids, pleuronectids, poeciliids, and salmonids. But it is assumed that only about 2% of species in the family Gyrodactylidae are described. This study will examine the morphology, taxonomy, ecology and molecular sequence to ascertain the species, distribution, characters of biology and host specificity of the gyrodactylids from the fishes in western China, where are a lots of the key areas in studying the fauna, genesis and evolution of the organisms. We will compare the differences in the morphology and molecular sequence of the complete mitochondrial genome as well as the ribosomal gene sequence between the gyrodactylid species collected in these areas. Taxonomic study of the gyrodactylids revealed a series of previously undescribed species, and clarified the taxonomy of the other gyrodactylids found using traditional morphology, scanning electron microscopy and rDNA sequence data. Some knotty specimens would be identified using micro-CT and D-SIM. We will also establish a way to identify the species of gyrodactylids simply and quickly, based on DNA barcoding. To achieve that, screening applicable molecular sequence for identifying the gyrodactylid species, creating the database for Chinese Gyrodactylidae and setting up a unified technical standards and data normalization will be done. This study will be of value to those studying the gyrodactylids fauna in China, culturing fishes in freshwater, and will also help to improve management of natural resources and the protection of the environment in the west of China.

三代虫科是寄生鱼类体外的卵胎生寄生虫，其引起的疾病给渔业生产造成了巨大危害。中国西部三代虫的研究薄弱，许多地区仍属空白，本研究用最新的方法技术对我国西部地区三代虫进行系统的调查研究，发现和记述新类群，掌握西部三代虫的物种组成、区系特征和寄主特异性；在清晰显微形态图像到经蛋白酶消化，扫描电镜观察及记录其骨化结构，加上ITS基因序列特征记述的基础上，对个别疑难标本用显微CT、D-SIM等新技术准确鉴定，挖掘可用于三代虫分类鉴定的新的形态特征；在动物通用的标准DNA条形码（COI）基础上，基于已有的ITS等数据，筛选来自线粒体基因组的更适合三代虫研究的分子标记，用于三代虫的系统分类和快速准确鉴定，基于基因标记的组合，核对和矫正现有数据，完善并补充新数据，构建适合我国三代虫鉴定的数据库，建立统一的技术标准和数据规范，形成简单易行的鉴定三代虫的方法。为科学研究和当地经济建设提供技术方法和科学依据。

三代虫科Gyrodactylidae是主要寄生于鱼类并引起多种养殖鱼类疾病的卵胎生体外寄生虫，目前已记录7属卵生种类和28属卵胎生种类计500多种，科学估计已知种类仅占2%，即此类寄生虫大约有20000种左右。我国三代虫科的研究相对落后，研究程度各地也不平衡，西部地区几乎为空白。本研究在秦岭及周边地区三代虫研究的基础上比较系统的研究了中国西部地区鱼类寄生三代虫的特征，发现中国西部地区三代虫2属55种，其中15新种，8新纪录种。采用清晰显微形态图像到经蛋白酶消化，扫描电镜观察及记录其骨化结构，加上rDNA内转录间隔区基因序列测序的特征结合显微CT、高分辨率三维层析成像技术（D-SIM）来记述三代虫，使我国三代虫科的研究进入世界先进水平的行列。基本厘清了中国西部地区鱼类寄生三代虫科的区系，为西部地区鱼类资源利用、水产养殖布局和养殖技术的提升、以及外来物种的控制和环境风险评价等方面的工作积累了数据资料。测序完成了中国西部地区53种三代虫的线粒体基因组（mtDNA）及核糖体基因（rDNA），在已知少量引物的基础上，新设计完善特异性引物27条（对），为三代虫的分子系统学研究探明了基本的操作规程和实验规范，推动了此项研究的发展，为快速准确鉴定三代虫积累了可用的数据。采用谱系地理学方法并利用线粒体和核基因标记研究了分布于秦岭山区的48个拉氏鱥Rhynchocypris lagowskii种群及其寄生的21个柯氏三代虫Gyrodactylus konovalovi种群分布格局及物种形成机制，包括遗传多样性、遗传结构、种群历史动态、分歧时间和协同进化等内容，为深入研究三代虫及其寄主的谱系地理学特征准备了基础资料。采用生态学和统计学的方法研究了红尾荷马条鳅Homatula variegata寄生荷马条鳅三代虫Gyrodactylus variegatus和荷马条鳅拟三代虫Paragyrodactylus variegatus的时空分布规律，可为鱼类养殖中采取相应的生态防控措施提供科学依据，也为其他鱼类寄生三代虫的防治与预测其动态变化提供新的参考数据资料。迄今，本项目已在国内外核心期刊发表署名本课题资助的论文9篇，其中SCI论文7篇。培养博士研究生1名，硕士研究生9名。