南昌市雞蛔蟲形態學與分子特征分析

洪照微，韓如意，王 沛，杜子成，陳小慶

南昌市雞蛔蟲形態學與分子特征分析

洪照微，韓如意，王 沛，杜子成，陳小慶*

（江西農業大學 動物科學技術學院，江西 南昌 330045）

【目的】旨在通過分析雞蛔蟲的形態學和分子生物學特征，以了解南昌市雞蛔蟲與其他蛔蟲的系統發育關系。【方法】觀察并記錄分離自南昌市雞蛔蟲的形態學特征，隨后提取每個樣本總DNA，PCR擴增基因并測序，序列經NCBI比對后，對蛔蟲樣本ITS基因進行同源性分析和系統發育分析。【結果】所有蛔蟲樣本蟲體呈淡黃色，頭部可見唇瓣3片，近頭端可見神經環。雄蟲尾部向腹部彎曲而雌蟲尾部尖直。蛔蟲樣本基因大小均為1 000 bp左右，與安徽、湖南、波蘭雞蛔蟲分離株(登錄號分別為：MN158368、OM876368、KY789470）以及與鴿蛔蟲（登錄號：JQ995321）高度同源，與鵝蛔蟲（登錄號：KC905082）同源性相對較高。實驗分離的雞蛔蟲樣本序列與其他國家或地區的雞蛔蟲序列及鴿蛔蟲序列聚為一簇，與其他國家或地區的雞蛔蟲親緣關系最近，與鴿蛔蟲親緣關系也很近；鵝蛔蟲與其互為姊妹群，有獨立的進化分支，親緣關系相對較近。【結論】分離自南昌的雞蛔蟲與安徽、湖南、波蘭雞蛔蟲分離株高度同源，親緣關系很近，初步判定它們具有相同的起源，同時也表明南昌地區雞蛔蟲可能由安徽、湖南等地區流入；而與鵝蛔蟲同源性相對較高，但具有一定差異性，說明種間ITS基因存在一定變異，是分析蛔蟲種間發育關系的良好標記基因。雞蛔蟲的形態學和分子特征分析可為雞蛔蟲的鑒定以及雞蛔蟲病的防控奠定理論基礎。

雞蛔蟲；形態特征；基因；系統發育分析；南昌市

【研究意義】隨著生活水平的提高，人們對畜禽類產品要求也逐漸提高，愈發追求綠色、安全、健康的畜禽產品，散養家禽模式也越來越受歡迎。散養雞因其陸地啄食的生活習性，易吞食被感染性蟲卵污染的飼料、飲水或啄食攜帶有感染性蟲卵的轉續宿主而感染雞蛔蟲病。因此，通過形態學和分子生物學對南昌地區雞蛔蟲進行鑒定分析，了解該地區雞蛔蟲系統發育關系，對于當地雞蛔蟲的防治及后續研究具有一定意義。【前人研究進展】雞蛔蟲（）隸屬于蛔目（Ascaridida）禽蛔科（Ascarididae）禽蛔屬（）[1]，常寄生于雞小腸，也可寄生于胃和食道等其他消化器官。雞蛔蟲病多發于春、夏、秋季[2]，以三月齡以下的散養的雛雞最為易感。雞感染后常出現精神沉郁、食欲不良、腹瀉、體重減輕、產蛋率下降等病癥[3-5]，當病雞體內定殖的蛔蟲達到一定數量時，影響宿主正常的生長發育，從而造成養殖成本上升，影響養殖戶的經濟效益[6-9]。

隨著分子生物學技術的發展，近年國內外已有眾多關于寄生蟲種類鑒定、分子分類和遺傳學研究的報道。基因位于18S rDNA和28S rDNA之間的內轉錄間隔區，由ITS-1、5.8S rDNA和ITS-2組成。因其不參與成熟核糖體，故變異較快，具有種內變異小而種間變異大的特點，常作為一種分子標記用于寄生蟲的種類鑒定，同時也是種內遺傳變異研究的常用基因之一[10]。【本研究切入點】僅基于形態學特征和流行學特點對雞蛔蟲進行分類顯然達不到精準分類的目標[12]，故對其進行準確的分類鑒定、了解遺傳發育關系對雞蛔蟲防治有重要意義。研究擬通過結合形態學鑒定技術和分子生物學技術，以為標記基因，探究南昌市雞蛔蟲的形態學和分子生物學特征。【擬解決的關鍵問題】分析南昌市雞蛔蟲與其他蛔蟲的系統發育關系，為雞蛔蟲的分子生物學分析和種群遺傳研究提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

對購自南昌市某農貿市場的5只散養雞采用動物蠕蟲學剖檢技術進行解剖，在其體內分離得到24條蛔蟲，編號為H1-H24，所有樣品用生理鹽水洗凈后進行形態學鑒定，最后置于無菌生理鹽水中，4 ℃保存。

1.2 主要試劑

TAKARA（Ex Taq DNA聚合酶，Mg2+plus，dNTP mixture，pMD18-T載體，Solution I，DNA DL 2 000 Marker DL 2 000，6×loading buffer），天根TIANamp Genomic DNA Kit，Genstar StarPrep Gel Extraction Kit，全式金DH5α感受態細胞，其余試劑全部為國產分析純。

1.3 形態學觀察

將所有蛔蟲樣本用生理鹽水洗凈后逐個置于載玻片上，滴加適量生理鹽水后蓋上蓋玻片，光學顯微鏡觀察樣本形態學特征，拍照并記錄。

1.4 提取蛔蟲總DNA、PCR擴增

無菌剪刀剪碎樣本后嚴格按照組織DNA提取試劑盒說明書提取所有蛔蟲樣本總DNA，提取的DNA保存于-20 ℃備用。參照文獻[13]合成蛔蟲基因引物（上游引物：5′-TTAGTTTCTTTTCCTCCGCT-3′；下游引物：5′-GTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATT-3′），引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成。蛔蟲基因PCR擴增體系（25 μL）如下：17 μL ddH20，2.5 μL 10×PCR Buffer（Mg2+plus），2 μL dNTP，上下游引物各0.5 μL，2 μL模板DNA，0.5 μL Ex Taq DNA聚合酶。PCR擴增條件：94 ℃預變性 5 min，94 ℃變性30 s，56 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，35個循環；72 ℃末期延伸5 min，PCR產物于4 ℃保存。每個反應都包含一個以蒸餾水為模板的陰性對照。每個樣均取5 μL PCR產物與1 μL 6×Loading Buffer混合后加入上樣孔，10 g/L瓊脂糖凝膠120 V電泳30 min，用EB（溴化乙錠）對DNA染色，凝膠成像儀成像并拍照記錄PCR擴增結果。

1.5 克隆與序列測定

DNA經膠回收純化后與pMD-18T載體連接，連接體系為：3 μL ddH2O，3 μL Solution Ⅰ溶液，3 μL膠回收DNA，1 μL pMD18-T載體。4 ℃過夜連接。將5 μL連接產物轉入50 μL DH5α感受態細胞中，搖床200 r/min培養2 h，整個轉化過程嚴格按照說明書進行。取200 μL菌液均勻涂布于含有氨芐（氨芐濃度為0.1 g/mL）的固體LB培養基，隨后37 ℃培養過夜。槍頭挑選單個白色菌落于含有氨芐（氨芐濃度為0.1 g/mL）的1 mL液體LB培養基中，搖床200 r/min培養6 h。菌液PCR（條件和體系同1.4）后，挑選電泳結果條帶清晰明亮的菌液200 μL送往擎科生物科技有限公司測序。

1.6 序列對比與系統發育分析

用Chromas校準測序所得序列后將序列拼接，去除載體序列后在NCBI GenBank數據庫中進行Blast比對。在GenBank數據庫中檢索并下載已收錄的代表性線蟲的基因序列，用Megalign和MEGA 7.0.26分別進行同源性分析和系統發育樹（基于線蟲基因，以鄰交法和Komura 2模式，自舉值設置1 000）的構建。

2 結 果

2.1 形態學鑒定

研究共分離得到24個雞蛔蟲樣本，所有樣本蟲體均呈淡黃色，線狀，體表覆角質層，橫紋清晰可見。雌雄異體，雌蟲較雄蟲大且長。顯微鏡下隱約可見唇瓣3片，近頭端至食管可見神經干及神經環。雄蟲尾部向腹部彎曲，尾端有一小尖刺，近尾端可見泄殖腔，延伸出一對幾乎等長的交合刺。雌蟲尾部尖且直，近尾端可看見肛門（圖1）。

A：雞蛔蟲頭部；B：雌蟲尾部

2.2 蟲體ITS基因PCR擴增結果

使用保守引物NC2/NC5擴增所有蛔蟲樣本基因。結果顯示基因大小約為1 000 bp，與預期條帶大小一致，無非特異性條帶產生，陰性對照均無條帶（圖2）。

10、20、27為陰性對照

2.3 DNA序列比對分析

測序結果顯示所有蛔蟲樣本基因（登錄號分別為MW136454、MW218962-MW218982、MW343494-MW343494）大小為1 000 bp，A+T含量為63.15%，G+C含量為36.85%。樣本序列間高度同源，同源性為99.4%～100.0%。基于部分基因序列進行同源性分析的結果表明，樣本序列與安徽雞蛔蟲（MN158368）、湖南雞蛔蟲（OM876368）、波蘭雞蛔蟲（KY789470）和美國鴿蛔蟲（JQ995321）序列之間同樣高度同源，同源性在99.1%～100.0%；與鵝蛔蟲（KC905082）同源性相對較高，同源性在94.0%～94.6%；與雞異刺線蟲（MF066726）同源性僅在69.8%～70.3%；與犬弓首蛔蟲（JF837170）、貓弓首蛔蟲（AB571303）、牛弓蛔蟲（KT737382）、獅弓蛔蟲（JF837176）、豬蛔蟲（AB571302）、人蛔蟲（AB571301）、毛圓線蟲（LN999857）和野豬后圓線蟲（KP890023）同源性均低于60.0%（圖3）。

圖3 基于ITS基因同源性分析

2.4 ITS基因序列發育分析

基于基因構建的系統發育樹顯示（圖4），實驗得到的雞蛔蟲序列與參考雞蛔蟲（MN158368、OM876368、KY789470）序列聚為一簇，與美國鴿蛔蟲（JQ995321）序列、中國鵝蛔蟲（KC905082）和雞異刺線蟲（MF066726）聚為一大支。在所有蛔目蛔蟲所屬支系中，雞蛔蟲（包括樣品序列）與鴿蛔蟲親緣性最近，與鵝蛔蟲（KC905082）親緣關系較近；在蛔目其他屬線蟲中，與雞異刺線蟲（MF066726）親緣性較近，而與毛圓線蟲（LN999857）和野豬后圓線蟲（KP890023）等親緣關系較遠。

帶有黑色三角形的為本實驗分離得到序列，三角形右側為分離序列的GenBank登錄號

3 討 論

雞蛔蟲是雞最常見的寄生蟲之一，主要寄生于小腸，是小腸內最大的線蟲[14]。雞蛔蟲蟲體呈黃白色，線狀，兩側對稱，雌雄異體，通常雌蟲較雄蟲大[15-16]。寄生蟲的形態學和流行病學研究為線蟲分類提供了基礎，但由于同源特征、化石記錄等的缺失[17]，以及通過形態學分析難以區分某些寄生蟲形態及卵的結構特征[18-20]，導致從形態學和流行病學特征中獲得一致的線蟲門系統發育和分類框架非常困難，故針對線蟲很難進行特異性診斷[21]。

分子生物學技術是寄生蟲鑒定及其基因發育分析的常用手段，與傳統的診斷方法相比，具有更高的敏感性和特異性[18]。部分線粒體（基因等）和核糖體基因（基因等）是寄生蟲鑒定及分類的重要標記基因[22-23]。序列屬于高度重復序列，通過不等交換和基因轉換可以在位點間或位點內發生同步轉換。同時，由于序列相對保守，有利于引物的設計，這為利用PCR方法進行測序奠定了基礎[11]。林瑞慶等[24]通過對雞蛔蟲序列的測序比較，結果表明中國廣州的兩個雞蛔蟲樣品間沒有差異，與澳大利亞分離株同源性為99.7%，證明雞蛔蟲序列種內高度保守，而雞蛔蟲在序列存在的微小差異可能是地理差異，這是國內首次使用PCR擴增雞蛔蟲序列并進行序列分析。郝桂英等[25]對中國涼山地區雞蛔蟲分離株基因序列進行PCR擴增，7個測序序列的同源性為98.9%～100.0%，與其他蛔蟲同源性均<94.0%；劉明洋[26]對擴增了5個雞蛔蟲湖南分離株，其序列間相似性均在98%以上，與其他蛔蟲同源性較低。這些研究進一步表明雞蛔蟲序列具有種內變異較小、種間差異較明顯的特征，可作為分子遺傳標記用于雞蛔蟲的鑒定。實驗以為標記基因，分析南昌市雞蛔蟲的系統發育特征，與世界上目前所發現的其他雞蛔蟲序列進行比較，分析本次收集的雞蛔蟲發育進程。

實驗分離得到的24個雞蛔蟲樣本種間高度同源，同源性為99.4%～100.0%，且與其他國家、地區雞蛔蟲同樣高度同源，這表明此次分離所得雞蛔蟲樣本與參考序列在發育進程中為同一種系，同時也表明南昌地區雞蛔蟲可能由湖南、安徽等地流入。此外，樣本序列與鴿蛔蟲同樣高度同源，而與鵝蛔蟲的同源性相對較高，而與雞異刺線蟲等其他線蟲同源性很低，這表明雞蛔蟲與鴿蛔蟲、鵝蛔蟲在發育進程中可能為同一種系，但存在一定變異。同時這再次驗證了基因種內高度保守，種間差異明顯的特點，也說明基因是雞蛔蟲分類鑒定的良好標記基因。所有雞蛔蟲樣本序列與參考的雞蛔蟲序列聚為一簇，并與鴿蛔蟲、鵝蛔蟲和雞異刺線蟲聚為一大支，與鴿蛔蟲親緣關系很近，與鵝蛔蟲親緣關系相對較近，與同源性分析結果一致。雞蛔蟲、鴿蛔蟲、鵝蛔蟲以及雞異刺線蟲等都有獨立進化分支，進化距離相對較遠，不同蛔蟲間可以顯著區分開來，同樣說明基因是雞蛔蟲分類、鑒定的良好標記基因，同時也是雞蛔蟲遺傳發育研究良好靶標基因。

目前，左旋咪唑、甲苯咪唑、阿苯達唑、哌嗪等仍是中國和許多其他國家治療蛔蟲病最常使用的藥物，且單獨口服給藥比飲用水給藥療效更顯著[27]，但重復或者過度使用這些藥物容易產生耐藥性[28]。靶向治療是防治線蟲的一種方法，指在糞便中發現蟲卵便立即使用藥物進行治療，并對糞便進行處理以減少寄生蟲蟲卵對環境的污染，同時應用靶向治療可增加飼料轉化率，提高蛋品質等[29]。使用疫苗也可以大大降低許多疾病的發病率和死亡率。鉛亞單位疫苗的靶向目標是利用寄生蟲的蛋白組分的經典生化技術（S. mansoni 28 kda谷胱甘肽s轉移酶和14 kda脂肪酸結合蛋白抗原）確定的[30-31]，通過這些靶標影響寄生蟲入侵及生長與繁殖[32]，從而達到防控與治療的目的。

實驗通過觀察南昌市雞蛔蟲的形態學特征，再結合分子生物學手段和系統發育樹分析，對其進行分類、鑒定，以探究南昌市雞蛔蟲的系統發育關系。雞蛔蟲南昌分離株與不同國家/地區雞蛔蟲分離株高度同源，可能通過種雞引進等方式由安徽、湖南等地區流入；與鴿蛔蟲親緣關系最近，說明它們可能有相同的起源，在種系發育進程中具有一定的一致性；同時，與鵝蛔蟲親緣關系相對較近且具有一定的差異性，表明其在種內發育過程中產生一定的變異；與其他種類蛔蟲及線蟲同源性很低，進一步說明其種間差異明顯。基因不僅是雞蛔蟲種間鑒定的理想標記基因，同時也是研究雞蛔蟲進化發育關系的理想標記基因。研究結果為雞蛔蟲的分類、鑒定，分子遺傳學研究以及防控奠定了理論基礎。

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Morphological and Molecular Characteristics ofin Nanchang City

HONG Zhaowei, HAN Ruyi, WANG Pei, Du Zicheng, CHEN Xiaoqing*

（School of Animal Science and Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China）

The study aimed to reveal the phylogenetic relationship betweenisolated from Nanchang City and otherby analyzing their morphological and molecular biological characteristics.Themorphological characteristics ofwere observed and recorded, and then DNA of each sample was extracted, through PCR,gene was amplified and sequenced so as to obtain the sequences. All sequences were blasted in GenBank, and then homology and phylogenetic analysis ofgene were performed for all samples.A. gallis were pale yellow with three lips on the head and a nerve ring near the head. The male tail curved towards the abdomen, while the female tail pointed straight.gene sequences ofwere almost 1 000 bp, which was highly homologous toisolated from Anhui Province (MN158368), Hunan Province (OM876368), and Polish (KY789470). Also, it is highly homologous with(JQ995321), and relatively highly homologous with(KC905082). All the sequences ofin this study were clustered with the sequences ofandfrom other countries or regions. They were most closely related to thefrom other countries or regions and were relatively close with the. The large branches formed by, andwere sister groups to each other, with independent evolutionary branches and relatively close affinities.The sequences ofisolated from Nanchang City were highly homologous and closely related to other sequences ofisolated from Poland and Anhui /Hunan Provinces, indicating that they may have the same origin, and also showing thatisolated from Nanchang was probably imported from Anhui and Hunan Provinces. Also, the homology with thewas relatively high. Still, there was some difference, which indicated that some variations in the interspecificgene, which is a good marker gene to analyze the interspecific developmental relationship in Ascaris species. The analysis of morphological and molecular characteristics ofcould lay a theoretical foundation for the identification and prevention and control of.

; morphological characteristics;gene; phylogenetic analysis; Nanchang City

S855.9

A

2095-3704（2022）02-247-07

洪照微, 韓如意, 王沛, 等. 南昌市雞蛔蟲形態學與分子特征分析[J]. 生物災害科學, 2022, 45(2): 247-253.

10.3969/j.issn.2095-3704.2022.02.43

2022-05-18

2020-06-10

江西省自然科學基金管理科學類項目：科技特派員“千百萬”幫扶行動體制機制研究（20212BAA10005）和江西省教育廳科技創新項目（GJJ180185）

洪照微（2001—），女，本科生，主要從事動物醫學研究，h554526@163.com；*通信作者，陳小慶，講師，博士，chenxiaoqing2013jl@163.com。