《Veterinary Parasitology: Regional Studies and Reports》:DNA barcoding identifies hard tick (Acari: Ixodidae) species infesting domesticated animals in Tamil Nadu, South India
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该研究在印度泰米尔纳德邦采集57份蜱虫样本,基于线粒体COI基因和核苷酸ITS2标记进行DNA条形码分析,发现COI在区分近缘物种(如Rhipicephalus microplus与sanguineus)方面更具分辨率(最高16%),并首次记录了Hyalomma anatolicum、Amblyomma integrum等4个印度蜱种的双标记基因数据,证实整合分子标记与传统形态学可有效提升蜱种鉴定精度。
Krishnamoorthy Nallan | Veerapathiran Ayyavu | Elango Ayyanar | Balaji Thiruppathi | Ramkumar Ramalingam | Manju Rahi | Paramasivan Rajaiah
印度ICMR-Vector Control Research Centre野外站,Sarojini Street 4号,Madurai 625002
摘要
印度多样的生态景观支持着丰富的蜱虫种类,其中许多蜱虫是各种病原体的传播媒介。准确识别蜱虫种类对于确定参与病原体传播的具体媒介至关重要。本研究旨在利用分子标记生成DNA条形码,以识别泰米尔纳德邦(印度南部)的蜱虫种类,该地区的分子分类学研究仍然有限。共收集了57个标本,代表12个不同的蜱虫种类,使用细胞色素c氧化酶亚基I(COI)和内部转录间隔区2(ITS2)进行了DNA条形码分析。针对COI基因的聚合酶链反应(PCR)在4个属的7个物种中取得了成功:Haemaphysalis、Hyalomma、Rhipicephalus和Amblyomma。同样,使用ITS2基因标记在Rhipicephalus和Haemaphysalis两个属的6个物种中也成功进行了扩增。基于COI标记的物种间多样性分析显示,与ITS2标记相比具有更高的分辨率。使用这两种标记,四个Rhipicephalus物种之间的物种间距离分别为16%、15%、14%和13%,其中R. microplus与R. sanguineus之间的遗传差异最大(16%)。据我们所知,本研究首次提供了基于COI的Hyalomma anatolicum和Amblyomma integrum的DNA条形码记录,以及基于ITS2的Rhipicephalus annulatus和Haemaphysalis intermedia的条形码记录。总之,对于四个Rhipicephalus物种和两个Haemaphysalis物种而言,双标记条形码方法有效地补充了传统的鉴定方法,解决了该地区蜱虫种类在形态上的相似性所导致的歧义。
引言
蜱传疾病(TBDs)被视为全球范围内新出现和重新出现的公共卫生威胁(Rochlin和Toledo,2020)。据报道,蜱虫是人类和牲畜感染媒介传播疾病的第二大原因,仅次于蚊子(Amrutha等人,2023;de la Fuente等人,2008)。全球范围内,大约记录了899种蜱虫,分为两大科:Argasidae科有185种,Ixodidae科约有762种,分布在14个属中(Hanafi-Bojd等人,2021;Guglielmone等人,2023)。在印度,已记录了106种属于Ixodidae科的蜱虫(Ghosh和Nagar,2014),其中许多蜱虫是包括病毒、立克次体和原生动物在内的多种病原体的传播媒介(Yu等人,2015)。在印度,几种蜱虫已被确认为病毒和立克次体病原体的潜在传播媒介(Babu等人,2025)。Haemaphysalis spinigera和H. turturis被认为是Kyasanur Forest Disease(KFD)病毒的主要传播媒介(Chakraborty等人,2021),而其他七种Haemaphysalis物种(H. turturis、H. uana kinneari、H. minuta、H. cuspidata、H. bispinosa、H. kyasanurensis、H. wellingtoni和H. aculeate)也被认为是潜在的传播媒介(Mourya等人,2016)。Haemaphysalis intermedia与Ganjam病毒的传播有关(Sudeep等人,2009)。Rhipicephalus sanguineus是印度蜱热病原体Rickettsia conorii的传播媒介。Rhipicephalus microplus参与了Babesia bigemina和Anaplasma marginale的传播,这两种病原体会影响牲畜(Ghosh和Nagar,2014)。Hyalomma anatolicum被认为是Theileria annulata和克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)的传播媒介(Tiwari等人,2015;Mourya等人,2016)。
准确的蜱虫种类鉴定和媒介确定是有效监测和控制蜱虫及蜱传疾病的关键步骤。由于全球分类学家短缺,基于经典形态学的鉴定方法仍然具有挑战性(Brito,2010)。在印度,这些挑战因该国蜱虫种类繁多、物种间的形态特征重叠、隐秘物种形成以及显著的种内变异而更加复杂。此外,蜱虫分类学和系统学研究的缺乏迫切需要修订不完整的物种定义、解决误鉴定问题并明确模糊的物种边界。分子分类学方法的广泛应用彻底改变了快速物种鉴定的过程,尤其是在公共卫生领域重要的蜱虫鉴定方面(Hebert等人,2004;Chan等人,2014)。然而,由于地区专业知识的有限,兽医和公共卫生人员仍然难以准确鉴定蜱虫。DNA条形码作为一种可靠的方法,已成为区分蜱虫种类的关键技术(Zhang和Zhang,2014;Lv等人,2014a;Lv等人,2014b)。常用的遗传标记包括线粒体基因和核基因,其中线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)标记被认为是最稳健且应用最广泛的,而内部转录间隔区ITS2常作为补充标记用于解析系统发育关系和区分密切相关的物种(Amrutha等人,2023;Hebert等人,2004;Lv等人,2014a)。
然而,在印度,关于使用DNA条形码进行蜱虫鉴定的信息仍然有限。蜱虫种类在印度多样化地理环境中的分布尚未得到充分探索,特别是在南部地区。最近的研究在泰米尔纳德邦发现了多达16种蜱虫,属于Haemaphysalis、Hyalomma、Rhipicephalus和Amblyomma四个属(Elango等人,2025;Ranganathan等人,2021;Ayyavu等人,2024)。鉴于此,本研究在泰米尔纳德邦的Dindigul和Madurai地区进行了蜱虫调查,并将形态鉴定结果与基于COI和ITS2的DNA条形码鉴定结果进行了比较。
材料与方法
泰米尔纳德邦南部的Madurai和Dindigul地区分别位于北纬9.9°和10.3°,东经78.1°和77.9°(图1)。蜱虫样本从选定村庄的家养动物(如山羊、绵羊和牛)身上采集。在获得主人同意后,使用镊子取出蜱虫并立即放入含有70%乙醇的2毫升小瓶中。采集的蜱虫样本使用立体放大显微镜(Magnus MSZ-TR,印度)进行鉴定。
结果
从东高止山脉地区的两个选定的山脚村庄共收集了57个蜱虫标本,代表四个属的11个物种。表1展示了从家养动物身上收集的蜱虫物种的宿主分布情况。这些标本经过形态学鉴定,并使用COI和ITS2标记进行了DNA条形码分析。针对COI基因的PCR扩增在属于Haemaphysalis、Hyalomma三个属的7个物种中取得了成功。
讨论
准确的物种鉴定对于有效的媒介控制至关重要。DNA条形码作为一种有前景的分子工具,在媒介监测过程中补充了传统的基于形态学的鉴定方法。在卡纳塔克邦发现Kyasanur Forest Disease(KFD)后,印度蜱虫和蜱传疾病的研究速度加快(Work等人,1957;Mourya等人,2021)。尽管当地的气候条件有利于蜱虫的繁殖
结论
本研究表明,将DNA条形码与传统形态学方法结合使用显著提高了泰米尔纳德邦南部蜱虫物种鉴定的准确性。COI在解析种内和种间变异方面比ITS2更有效,本研究首次获得了Amblyomma integrum、Hyalomma anatolicum、Rhipicephalus annulatus和H. intermedia的印度条形码序列。这些发现强调了双标记条形码作为传统方法的补充工具的价值。
生成式AI声明
本手稿得益于生成式AI语言模型(ChatGPT)的帮助,提高了语法、可读性和清晰度。
CRediT作者贡献声明
Krishnamoorthy Nallan:撰写——原始草稿、方法论、调查、数据分析、概念化。
Veerapathiran Ayyavu:验证、方法论、调查、数据分析。
Elango Ayyanar:撰写——审稿与编辑、验证、方法论、调查。
Balaji Thiruppathi:撰写——审稿与编辑、方法论、调查。
Ramkumar Ramalingam:撰写——审稿与编辑、方法论。
Manju Rahi:验证、监督、资金支持。
伦理声明
家养动物仅用于非侵入性蜱虫采集,这些蜱虫用于分类学和分子鉴定。所有程序均经过机构动物伦理委员会(IAEC)的伦理审查和批准(批准编号:ICMR-VCRC/IAEC/2023/B2)。
资金支持
这项初步研究完全由内部机构资金支持,未使用任何外部资金。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢ICMR-Vector Control Research Centre(VCRC)主任在本研究期间提供的支持。同时,作者衷心感谢实验室技术人员以及ICMR-VCRC野外站分子生物学和诊断部门的支援人员,在样本采集和处理方面所做的辛勤工作。