《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》:First record of
Paradilepis scolecina (Rudolphi, 1819) Hsü, 1935 (Cestoda: Gryporhynchidae) in Republic of Korea with notes on ultrastructure and ecological risk in great cormorants,
Phalacrocorax carbo sinensis (Staunton, 1796) (Aves: Phalacrocoracidae)
编辑推荐:
本研究首次在韩国大鸬鹚(Phalacrocorax carbo sinensis)体内发现绦虫Paradilepis scolecina,通过形态学、扫描电镜(SEM)和分子系统发育分析(LSU/SSU rRNA)确认物种身份,揭示其吻钩排列模式与近缘种差异,并首次描述Gryporhynchidae科交合器表面玫瑰刺状棘突与毛细状纤毛的超微结构。该发现为东亚淡水生态系统绦虫传播动态研究提供关键基线数据。
在韩国的淡水生态系统中,大鸬鹚(Phalacrocorax carbo sinensis)作为一种以鱼类为食的鸟类,其种群数量自20世纪末以来显著增长。这种增长带来了生态与经济双重隐忧:一方面,大鸬鹚的聚集可能加剧森林退化、水土污染及内陆鱼类资源消耗;另一方面,其作为终宿主可能促进复杂生活史寄生虫的传播。然而,韩国对大鸬鹚的寄生虫学研究仍十分有限,此前仅有两项相关报道,分别关注体外寄生虫和胃肠道寄生虫的分子检测。尤其值得注意的是,利用18S rRNA宏条形码技术进行的大规模筛查中,并未检测到绦虫感染,这提示非侵入性检测方法可能存在灵敏度不足的局限。
在这种背景下,一种名为Paradilepis scolecina的绦虫引起了研究人员的注意。这种属于Gryporhynchidae科的绦虫广泛分布于全球,以鱼类为食的鸟类为其终宿主,其生活史涉及甲壳类和鱼类作为中间宿主。尽管在包括中国和日本在内的邻国有记录,但该物种在韩国一直未被正式报道。随着大鸬鹚在韩国从候鸟转变为常年留居的趋势日益明显,鸟类与本地淡水宿主接触机会的增加可能提升了如P. scolecina这类寄生虫的传播风险,进而可能对野生鱼类种群及周边水产养殖设施构成潜在威胁。因此,准确鉴定韩国大鸬鹚体内的寄生虫种类,并评估其潜在的生态与经济学影响,变得至关重要。
为了填补这一知识空白,研究人员对2024年4月在韩国江原道杨口郡采集的10只大鸬鹚进行了尸检,从其小肠内容物中回收绦虫标本。研究采用了综合性的方法,结合了形态学观察(包括光学显微镜下的详细测量和绘图)、扫描电子显微镜(SEM)对表面超微结构的分析,以及针对大亚基核糖体RNA(LSU rRNA)、小亚基核糖体RNA(SSU rRNA)和线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COX1)基因的分子系统发育分析。分子数据通过BLAST比对和最大似然法(ML)、贝叶斯推断(BI)构建系统发育树进行验证。
主要技术方法概述
研究样本来源于韩国江原道杨口郡当地政府控制的10只大鸬鹚。从肠道中回收的绦虫标本根据后续分析需求采用不同固定方式:70%乙醇固定用于分子分析,10%福尔马林固定用于光镜形态学观察,2.5%戊二醛固定用于扫描电镜(SEM)分析。形态学鉴定依据已发表的Paradilepis属分类学关键特征进行。分子分析方面,提取基因组DNA后,使用特异性引物扩增LSU rRNA、SSU rRNA和COX1基因片段,并进行测序。获得的序列与从GenBank数据库下载的同科及其他科作为外群的代表性序列进行比对,利用jModelTest选择最佳核苷酸替代模型(LSU数据集为GTR+G,SSU数据集为GTR+I+G),分别通过PhyML软件进行最大似然法(ML)分析和MrBayes软件进行贝叶斯推断(BI)分析,构建系统发育树以确定物种的分类地位。
3.1. 形态学分析
通过形态计量学分析(n=30),虫体长度3.18-4.85 mm,最大宽度234-387 μm。头节具20个呈scolecina型排列的吻钩(分前后两排,各10个),前钩长99-108 μm,后钩长66-78 μm。扫描电镜观察首次揭示了该科交合器(cirrus)表面的独特超微结构:其上布满玫瑰刺状(rose-thorn–shaped)的刺状突(spinitriches),其间散布着毛细状(capilliform)的纤毛状突(filitriches)。生殖孔单侧,成熟节片内含4个睾丸。这些形态特征与Paradilepis scolecina的描述一致,从而在形态学上确认了物种身份。
3.2. 分子分析
3.2.1. LSU数据集分析
基于LSU rRNA基因序列(长1633 bp)构建的系统发育树显示,本研究获得的韩国分离株(GenBank登录号PV216838)与来自南非(MH062156)和立陶宛(PQ570010)的P. scolecina分离株序列完全相同(100%一致性),并与之形成一个高支持度的单系群(ML/BI支持率:100/1)。该结果强有力地支持了韩国标本被鉴定为P. scolecina。
3.2.2. SSU数据集分析
基于SSU rRNA基因序列(长2038 bp)的分析表明,韩国分离株(PV216839)与来自墨西哥的一个Paradilepis sp. 分离株(MH699816)亲缘关系最近(一致性98.1%),并且Paradilepis属形成一个明确独立、高支持度的分支,进一步从分子层面确认了其属级和种级分类地位。
3.2.3. COX1序列数据
本研究成功获得了P. scolecina的部分COX1基因序列(PX973527)。由于公共数据库中Gryporhynchidae科该基因的序列极为稀少(仅另一属Amirthalingamia macracantha的两条记录),未能进行系统发育分析,但该序列为该物种未来的DNA条形码研究提供了重要数据。
4. 讨论
本研究通过整合形态学、超微结构和分子系统发育证据,首次确认了绦虫Paradilepis scolecina在韩国的存在,并将其记录于大鸬鹚。形态学比较显示,本研究的标本与全球各地报告的P. scolecina成虫在关键鉴别特征(如吻钩数量、排列模式及主要测量值)上高度一致。扫描电镜揭示的交合器表面超微结构(玫瑰刺状棘突间杂毛细状纤毛)在Gryporhynchidae科内属首次描述,为该类群的形态学提供了新的鉴别特征。分子系统发育分析结果与形态学鉴定相互印证,LSU序列的100%一致性尤其提供了强有力的证据。
值得注意的是,此前对同一批大鸬鹚粪便进行的18S rRNA宏条形码研究未能检测到任何绦虫序列,这与本研究中剖检发现的高感染率(90%)和高感染强度(平均每只感染鸟280.1条虫体)形成鲜明对比。这凸显了在寄生虫多样性调查中,结合传统形态学检查、靶向分子鉴定与尸检方法的重要性,以克服单一方法(如粪便宏条形码)可能存在的检测局限性。
P. scolecina的生活史推测涉及桡足类(第一中间宿主)和淡水鱼类(第二中间宿主)。韩国大鸬鹚种群从迁徙性向留居性的转变,可能通过增加与本地中间宿主的接触频率,从而增强该寄生虫的传播循环。这种变化可能对本地鱼类健康(特别是作为中间宿主的经济鱼类)以及水产养殖业构成潜在风险。然而,该虫在韩国的中间宿主、完整生活史及其对宿主的病理影响尚属未知,有待未来研究。
5. 结论
本研究首次记录了Paradilepis scolecina在韩国的出现,并通过多维证据验证了其分类学身份。研究提供了该种详细的形态描述、重要的超微结构新发现(特别是交合器形态)和可靠的分子序列数据。这些发现丰富了对韩国鸬鹚寄生虫区系的认识,并强调了在东亚淡水生态系统中,随着宿主鸟类生态习性的变化,加强对营养传播性绦虫传播动态和宿主范围进行进一步研究的必要性。研究结果已发表于《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》。