李青松
(四川省綿陽市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)動物疫病預防控制中心,四川 綿陽 621000)
賈第蟲是一種最常見的寄生生物,可感染人類和多種動物[1]。根據(jù)宿主和形態(tài)學分類,賈第蟲被分為六個種,其中只有腸賈第蟲(又名藍氏賈第鞭毛蟲、十二指腸賈第蟲)可感染人類。腸賈第蟲的基因型復雜,根據(jù)遺傳學和表型,至少分為8 個集聚體(A~H)[2]。奶牛主要感染集聚體E,其次是集聚體A和B[3]。近年來許多對奶牛犢牛感染腸賈第蟲的相關(guān)研究顯示,奶牛犢牛斷奶前后腸賈第蟲的感染率存在差異,斷奶前后犢牛感染腸賈第蟲的基因型也有差異[4-14]。
本研究以成都部分地區(qū)(崇州、青白江、邛崍)奶牛場中的斷奶犢牛為研究對象,采用巢式PCR擴增腸賈第蟲β-賈第素(bg)基因、磷酸丙糖異構(gòu)酶(tpi)基因和谷氨酸脫氫酶(gdh)基因位點,確定感染率,并對陽性樣品進行集聚體鑒定。隨后基于三個位點擴增出的序列,對斷奶犢牛腸賈第蟲進行亞型分析,最后建立系統(tǒng)發(fā)育樹。旨在為奶牛場防治腸賈第蟲感染以及腸賈第蟲人獸共患病的監(jiān)測提供依據(jù)。
1.1 主要試劑 Power Soil?DNA Isolation Kit(糞便DNA提取試劑盒),2×Taq PCR Master Mix,購自天根生化科技(北京)有限公司。
1.2 樣品采集 在成都市崇州、青白江、邛崍的三個奶牛場采集圈養(yǎng)斷奶犢牛(2~12月齡)的新鮮糞便共計104份,每份糞樣約50 g,置于潔凈塑料采樣袋中,做好標記、編號,于4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 樣品處理 取每份糞便樣品20 g,放入50 mL小燒杯中,加入適量蒸餾水,攪拌溶解并過濾。將濾液轉(zhuǎn)移到50 mL 離心管內(nèi),以3 000 r/min 離心5 min,緩慢棄去上清液,保留沉淀物,一部分沉淀物直接用于DNA提取,另一部分沉淀物儲存于2.5%重鉻酸鉀,并于4 ℃冰箱中保存。
1.4 DNA提取 樣品處理后得到含糞便及卵囊的沉淀物,按照Power Soil?DNA Isolation Kit 說明書提取樣本DNA。提取的DNA 置-20 ℃環(huán)境中保存。
1.5 PCR擴增 基于β-賈第素(bg)基因位點對所有樣品進行檢測,引物設(shè)計及擴增條件參照Sulaiman 等[15]的報道。基于β-賈第素基因鑒定出的陽性樣品,使用磷酸丙糖異構(gòu)酶(tpi)、谷氨酸脫氫酶(gdh)基因位點進行基因亞型鑒定,引物設(shè)計及擴增條件參照Appelbee 等[16]和Cacciò等[17]的報道。PCR反應(yīng)體系均為25 μL,包括:2×Taq PCR Master Mix 12.5 μL、去離子水8.5 μL、上下游引物各1 μL、模板DNA 2 μL(第1輪PCR 產(chǎn)物為第2 輪PCR 的模板)。通過1%瓊脂糖凝膠電泳檢測第2 套巢式PCR 產(chǎn)物,置于凝膠成像儀內(nèi),使用Image Lab Version 3.0 軟件成像拍照。
1.6 測序及分析 將PCR 陽性產(chǎn)物進行雙向測序,通過DNAMAN Version 8.0 軟件進行拼接。將測序結(jié)果在GenBank中經(jīng)BLAST比對校正后,使用MEGA 7的NJ法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
2.1 巢式PCR擴增結(jié)果 基于巢氏PCR擴增β-賈第素(bg)基因位點、磷酸丙糖異構(gòu)酶(tpi)基因位點、谷氨酸脫氫酶(gdh)基因位點的目的基因條帶長度分別為511 bp、532 bp、520 bp。
2.2 斷奶犢牛腸賈第蟲感染情況 所采集的104 份樣品中共有42 份鑒定為腸賈第蟲陽性,總感染率為40.38%(42/104),其中崇州、青白江、邛崍三個奶牛場的感染率分別為46.88%(15/32)、41.94%(13/31)、34.15%(14/41),三個奶牛場皆發(fā)現(xiàn)了集聚體E和集聚體A感染。具體感染情況見表1。
表1 斷奶犢牛腸賈第蟲感染情況統(tǒng)計
2.3 bg、tpi和gdh基因序列分析 經(jīng)過多次巢氏PCR擴增bg、tpi、gdh三個位點,分別擴增出11、8、9 條基因序列,分別發(fā)現(xiàn)6 種基因亞型(A1、E1、E2、E9、E11、E13),5 種基因亞型(A1、E3、E6、E15、E22),6 種基因亞型(A1、E1、E8、E10、E12、E13)?;蛐秃突騺喰蜋z測結(jié)果見表2。
表2 基于bg、gdh和tpi位點的腸賈第蟲基因型和基因亞型檢測結(jié)果
基于bg 基因位點,11 條序列中以A1(n=2)和E1(n=2)基因亞型為主。形成的6 種基因亞型在NCBI的序列登錄號分別為A1(KR051222)、E1(KT922247)、E2(KT922248)、E9(KY769091)、E11(KY769089)、E13(MF671880),據(jù)此構(gòu)建出bg基因位點的系統(tǒng)進化發(fā)育樹。
基于tpi基因位點,8條序列中以A1(n=3)和E3(n=2)基因亞型為主。形成的5種基因亞型在NCBI 的序列登錄號分別為A1(KJ888991)、E3(KT922259)、E6(KY432850)、E15(KY432848)、E22(KY710748),據(jù)此構(gòu)建出tpi基因位點的系統(tǒng)進化發(fā)育樹。
基于gdh基因位點,9條序列中以A1(n=2)、E1(n=2)和E10(n=2)基因亞型為主。形成的6種基因亞型在NCBI 的序列登錄號分別為A1(KT922255)、E1(KY769096)、E8(KT369785)、E10(KT698971)、E12(KY432840)、E13(KY432838),據(jù)此構(gòu)建出gdh基因位點的系統(tǒng)進化發(fā)育樹。
3.1 腸賈第蟲感染情況 我國斷奶犢牛感染腸賈第蟲的情況非常普遍,但感染率多數(shù)偏低。通過多基因位點分析結(jié)果可知,本研究中斷奶犢牛腸賈第蟲的總感染率為40.38%(42/104),其中崇州、青白江、邛崍三個奶牛場的感染率分別為46.88%(15/32)、41.94%(13/31)、34.15%(14/41),高于廣東(0.94%)[7-8]、吉林(4.39%)[9]、寧夏(2.53%)[9]、江蘇(7.48%)[10]、河北和天津(3.48%)[11]、河南(2.42%)[12]、陜西(17.54%)[13]、新疆(16.60%)[14]。表明這些場中斷奶犢牛感染腸賈第蟲的情況較為嚴重,可能是不同氣候生態(tài)條件、管理水平等因素綜合作用的結(jié)果。提示成都地區(qū)奶牛場中腸賈第蟲可能是一種常見的病原體,應(yīng)當引起重視。
3.2 腸賈第蟲基因型情況 本研究在bg、tpi、gdh三個基因位點分別擴增出了11、8、9條基因序列,分別形成6 種基因亞型(A1、E1、E2、E9、E11、E13),5 種基因亞型(A1、E3、E6、E15、E22),6 種基因亞型(A1、E1、E8、E10、E12、E13),均為已知亞型,且主要為集聚體E,其次為集聚體A,此項結(jié)果與國內(nèi)陜西[13]、新疆[14]地區(qū)的研究結(jié)果一致,故成都地區(qū)的奶牛場可參照這些地區(qū)的防控方法防治該病。通過系統(tǒng)發(fā)育樹分析,三個奶牛場中斷奶犢牛腸賈第蟲集聚體E 的遺傳種類多樣,可能與集聚體的遺傳重組有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)的所有集聚體A均為A1亞型,這種亞型主要在動物身上發(fā)現(xiàn),但也可以感染人類,這提示成都地區(qū)奶牛場腸賈第蟲感染具有人獸共患風險,應(yīng)當引起高度重視?!?/p>