在日本寄生于Fejervarya kawamurai（无尾目：Dicroglossidae科）的Cosmocerca物种（线虫纲：Cosmocercidae科）的形态学和分子特征

《Parasitology International》：Morphological and molecular features of Cosmocerca species (Nematoda: Cosmocercidae) parasitizing Fejervarya kawamurai (Anura: Dicroglossidae) in Japan

日本球蟾Fejervarya kawamurai体内检测到两种Cosmocercinae线虫雄性形态类型，分别归类于Cosmocerca和Aplectana。通过COI mtDNA和ITS rDNA分子系统学分析，发现两者与日本已知种C. japonica存在显著差异，并与中国Duttaphrynus melanostictus聚类，证实日本存在不同于C. japonica的Cosmocerca物种，同时揭示A. macintoshii可能具有形态多态性。

　　

Junnosuke Abe|Jun Matsumoto|Aya Masuda

日本大学生物资源科学学院兽医学系，神奈川县藤泽市龟井野1866号，252-0880

摘要

Cosmocercinae亚科（Railliet, 1916）常见于两栖动物和爬行动物的消化道中。其中，Cosmocerca（Diesing, 1861）和Aplectana（Railliet and Henry, 1916）是该亚科中报道最频繁的属。在日本，虽然基于模糊的形态描述，Cosmocerca japonica（Yamaguti, 1938）和Aplectana macintoshii（Stewart, 1914）已在两栖动物中被发现。近年来，通过整合分子方法鉴定线虫物种，发现了更多该亚科的多样性。因此，我们研究了从Fejervarya kawamurai（无尾目：Dicroglossidae）中收集到的Cosmocercinae线虫的详细形态特征，并进行了全面的分子分析。Fejervarya kawamurai是常见于日本神奈川县的一种青蛙。我们检测到了两种Cosmocercinae线虫的雄性形态类型：一种具有Cosmocerca的特征，另一种具有Aplectana的特征。Cosmocera形态类型和Aplectana形态类型的细胞色素c氧化酶亚基1（COI）mtDNA（384 bp）及核糖体RNA基因（rDNA）（3603 bp）序列完全相同。对COI mtDNA和内部转录间隔区（ITS）1-5.8S rDNA-ITS2区域进行的系统发育分析表明，这些序列与已知的C. japonica序列不同，而与日本F. kawamurai中的Cosmocerca物种以及中国的Duttaphrynus melanostictus属于同一类群。我们的研究证实了Cosmocercinae线虫存在雄性二态性，并且在日本存在不同于C. japonica的Cosmocera物种。

引言

Cosmocercinae亚科（Railliet, 1916）的线虫是全球范围内主要寄生于两栖动物和爬行动物消化道的最大类群之一[1]。在该亚科中，Cosmocera（Diesing, 1861）和Aplectana（Railliet and Henry, 1916）是报道最频繁的属，每个属分别包含约40种和60种[2,3]。这两个属的区别在于雄性线虫尾端的形态：Cosmocera的尾端有称为“plectanes”的结构，其数量和形态常用于该属内的物种区分和鉴定；而Aplectana则没有plectanes，而是具有短小的乳头状突起[4]。

在日本，Cosmocerca japonica（Yamaguti, 1938）是唯一被鉴定到物种水平的Cosmocera物种，已在23种两栖动物中被报道[5,6]。然而，Yamaguti[5]对C. japonica的原始描述以及后续研究缺乏关于plectanes的形态细节，而这一特征对于鉴定Cosmocera物种至关重要。这种形态描述的缺失阻碍了准确的物种鉴定，并使得C. japonica是否为日本唯一的有效物种成为疑问。至于Aplectana属，在日本唯一报道的物种是Aplectana macintoshii（Stewart, 1914），发现于兵库县的Plestiodon latiscutatus中[7]。A. macintoshii是Aplectana属中最广泛分布的物种，在全球超过70种两栖动物和爬行动物中都有发现[8,9]。根据Baker[8]的研究，A. macintoshii通过头部肌肉结构和头部乳头数量等形态特征与其他Aplectana物种区分开来。Baker[8]还列出了从同一宿主体内收集的A. macintoshii>个体中的几种形态变异，如尾端乳头数量和雄性线虫的刺长度。然而，在日本发现的标本中既没有详细的形态描述，也没有形态变异的记录[7]，这引发了物种鉴定有效性的疑问。

近年来，分子方法与形态描述相结合被用于Cosmocera和Aplectana物种的新物种鉴定及其分类学研究[[10], [11], [12]]。尽管数据库中存有C. japonica和A. macintoshii的核糖体RNA基因（rDNA）和mtDNA序列，但这些序列对应的形态描述却缺失。Sato等人[13]分析了从日本两栖动物中收集的15种Cosmocera物种的细胞色素c氧化酶亚基1（COI）mtDNA序列，认为所有序列都属于单一物种C. japonica。然而，C. japonica部分COI mtDNA序列之间的种内差异高达13%，表明可能存在隐存物种[13]。由于缺乏相应的形态描述，C. japonica是否为日本唯一的有效物种仍无定论[13]。

尽管在A. macintoshii中观察到了形态变异[8]，但数据库中仅存有一个rDNA区域的序列。A. macintoshii分布于五个生物地理区域的70多种宿主体内[9]，目前尚不清楚所有先前报道的标本是否都能在基因上归类为A. macintoshii
[14]。某些线虫物种中存在表现出不同形态但DNA序列相同的多态物种。例如，在Ostertagiinae亚科（Lopez-Neyra, 1947）的几个物种中观察到雄性形态二态性，通常根据其在宿主体内的数量比例被描述为“主要”和“次要”形态类型[15]。分子研究表明，这些不同的形态类型属于同一物种，且具有两种不同形态但DNA序列相同的线虫可以共存于同一宿主体内[16]。A. macintoshii>可能是一个多态物种；然而，目前尚无其基因序列及其对应形态的数据来验证这一点。因此，将分子方法与详细的形态描述相结合对于理解Cosmocercinae的分类学至关重要。

在本研究中，我们从神奈川县的Fejervarya kawamurai（无尾目：Dicroglossidae）中检测到了两种Cosmocercinae线虫的雄性形态类型。我们尝试描述其详细的形态特征，并通过对COI mtDNA、内部转录间隔区（ITS）1-5.8S rDNA-ITS2区域及28S rDNA进行全面的系统发育分析，重新评估日本Cosmocercinae线虫的分类地位。

采样

采样

2021年5月、2022年4月以及2024年5月和6月，我们在日本神奈川县藤泽市的Hikiji河（35.364°N, 139.455°E）和日本大学生物资源科学学院校园（35.377°N, 139.465°E）的稻田中捕获了总共21只F. kawamurai》。F. kawamurai自然分布于日本西部、台湾西部和中国中部[17,18]。该物种后来扩展了其栖息地，包括神奈川县在内的日本东部地区。

结果

从21只F. kawamurai>中共收集到184个标本，平均感染强度为8.76（95%置信区间：6.47–11.70）。在收集的29只雄性标本中，鉴定出两种不同的形态类型：13个标本符合Cosmocera属的典型形态，其余16个标本符合Aplectana属的形态。共收集到155只雌性标本，但未观察到明显的形态类型差异。

讨论

在本研究中，我们检测到了两种不同的Cosmocercinae线虫雄性形态类型，根据其形态特征分别归类为Cosmocera和Aplectana>。本研究中使用的Cosmocera标本与Yamaguti[5]和Hasegawa[27]提供的C. japonica的测量数据基本一致（表1）。然而，以往研究中关于plectanes的描述不足，无法仅凭这些信息验证物种身份。

作者贡献声明

Junnosuke Abe：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、数据分析、数据管理、概念构思。Jun Matsumoto：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、资源协调、项目管理。Aya Masuda：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、监督、方法学设计、数据分析。