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Mar 20, 2023

中国におけるセキショクヤケイ (Gallus gallus) における血胞子虫症と関連危険因子の最初の報告

parassiti e vettori

寄生虫とベクター 15 巻、記事番号: 275 (2022) この記事を引用

924 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

鳥血胞子虫症は家禽と野鳥の両方に感染し、野鳥の貧血、急性組織変性、個体数の減少を引き起こします。 家禽と野鳥は血胞子虫症の一般的な保有者として報告されていますが、中国のセキショクヤケイ (Gallus gallus) については限られた情報しか得られていません。 本研究では、セキショクヤケイにおける血胞子虫症の有病率と分子的特徴を調査した。

雲南省景虹市のセキショクヤケイ234羽から血液サンプルを採取し、これらのサンプルからゲノムDNAを抽出した。 血胞子虫症の有病率は、ミトコンドリアのシトクロム b (cytb) 遺伝子を標的とするネステッド PCR によって測定されました。 分子の特徴付けは、cytb 配列の系統解析に基づいて調査され、関連する危険因子はカイ二乗 (χ2) 検定を使用して分析されました。

血胞子虫症の全体的な有病率は 74.8% (175/234) で、Haemoproteus enucleator、Leucocytozoon californicus、および Plasmodium juxtanucleare の 3 種が特定されました。 成鳥における血胞子虫症の有病率 (81.1%、107/132) は、若鶏の有病率 (66.7%、68/102) よりも有意に高かった (χ2 = 6.32、df = 1、P = 0.012)。 3 つの新規血胞子虫系統が明らかになりました。

この研究は、セキショクヤケイにおける鳥血胞子虫の有病率を調べて種を同定し、血胞子虫寄生虫の分子疫学と地理的分布に関する新たな情報を提供した。 私たちの結果は、セキショクヤケイにおけるこれらの血胞子虫の高い有病率と多様な種の分布を示しました。 私たちの知る限り、これは中国のセキショクヤケイにおける血胞子虫感染の最初の記録です。

鳥類血胞子虫は、数百種を含む生物のグループ全体です [1]。 このグループは、病気の伝播と種間の共進化のメカニズムを研究するためのモデルとして数十年にわたって使用されてきました[2]。 Plasmodium属、Haemoproteus属、Leucocytozoon属のHaemosporidiaは、ほとんどの鳥科に豊富に存在し、病気を引き起こす可能性があるベクター伝播する血液寄生虫の多様なグループです[2、3、4]。 現在、ミトコンドリアのシトクロム b 遺伝子 (cytb) のバーコード配列に基づいて定義されている系統は 4000 以上あります。 約 2,000 種の鳥類が血胞子虫に感染する可能性があり、これらの寄生虫は南極を除く世界のすべての地域で発見されており、感染した家禽や鳥の健康、さらには生存に深刻な脅威をもたらしています [5]。

鶏が家畜化されてから何世紀にもわたって、鶏は世界中のさまざまな文化で尊重されてきました。 羊、牛、豚、その他の家畜と比較して、鶏肉は動物性タンパク質の好ましい供給源です。 セキショクヤケイ (Gallus gallus) は家禽 (Gallus gallusdomesticus) の野生の祖先であることが確認されています [6]。 西双版納は温暖多湿な熱帯雨林気候のため生物多様性が豊富で、鶏とその媒介昆虫に非常に適しています。 鳥類血胞子虫症は、主に蚊、ヌカカ、ブユなどの双翅目の吸血昆虫によって伝染します[7、8]。 家禽では、ヘモスポリジウム症は多臓器損傷、貧血、体重減少などの臨床症状を引き起こす可能性があり、家禽飼育の経済的利益に深刻な影響を及ぼします[9、10]。 タイムリーな予防治療を提供しないと、感染率と死亡率が高くなります[11、12]。

家禽における血胞子虫症の分布パターンに関する情報は、鳥類血胞子虫症のより良い予防、管理、治療に貢献します。 しかし、今日まで、セキショクヤケイにおけるヘモスポリジウム感染に関する研究は限られている。 したがって、本研究の主な目的は、分子生物学とハイスループットシークエンシングを使用してセキヤケイにおける血胞子虫症の有病率、分子的特徴、および関連する危険因子を調査し、横断面を使用してセキヤケイにおける血胞子虫感染に関連する要因を評価することでした。分析。

セキショクヤケイは熱帯に生息するキジ科の鳥で、家禽の直接の祖先です。 雲南省動物疾病管理予防センター、西双版納ダイ族畜産獣医学技術普及ステーションのスタッフの協力を得て、2020年11月から2021年5月にかけて、合計234個の血液検体がセキヤケイから採取された。中国南西部、雲南省景紅市（北緯21度27分～22度36分、東経100度25分～101度31分）にある茶畑の生息地。 これらの家鶏を、若鶏と成鶏の 2 つの年齢グループに分けました。 サンプルは、体重に応じて 0.5 kg 未満、0.5 ～ 1.0 kg、および 1 kg を超える 3 つのグループに分けられました。 各新鮮血液標本は、エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) などの抗凝固剤を含む真空採血管を使用して、一見健康な家禽の下翼状静脈からランダムに採取されました。 約 2 ～ 4 ml の個々の動物の血液サンプルが入った真空採血管には、性別、体重、年齢、採取場所、採取時刻のラベルが貼られ、輸送中は直ちに -80 °C のアイスパック上に保管されました。

各血液サンプルのゲノム DNA は、市販の DNA キット (Tiangen Bio-tech Co., Ltd、北京、中国) を製造業者の指示に従って使用して抽出しました。 抽出されたゲノム DNA は、さらなるポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 分析のために -20 °C で保存されました。 セキショクヤケイにおける鳥血胞子虫感染は、以前に記載されたプライマーと手順を使用したミトコンドリア cytb 遺伝子の 479 塩基対フラグメントのネステッド PCR 増幅によって検出されました [13]。 最初の PCR では、プライマー HaemNFI (5'-CATATATTAAGAGAAITATGAG-3') および HaemNR3 (5'-ATAGAAAGATAAGAAATACCATTC-3') を使用しました。 2 回目の PCR では、2 つのプライマーペアを適用しました: プライマー HaemNF (5'-ATGGTGCTTTCGATATATGCATG-3') および HaemNR2 (5'-GCATTATCTGGATGTGATAATGGT-3')、ならびに HaemNFL (5'-ATGGTGTTTTAGATACTTACATT-3') および HaemNR2L (5') '-CATTATCTGGATGAGATAATGGIGC-3')。 増幅産物は、2 μl の 2 番目の PCR 産物を SYBR Green I で染色した 1.5% アガロースゲル上で実行することによってテストし、UVP GelStudio DNA Gel Documentation Imaging Systems (Analytik Jena Company、米国、https://www.laboratory-equipment. com/uvp-gelstudio-dna-gel-documentation-systems-analytik-jena.html)。 1 つのネガティブ コントロール (ヌクレアーゼを含まない水) と 3 つのポジティブ コントロールを使用して、誤った増幅の可能性を判断しました。

すべての陽性の二次 PCR 産物は、Kunming Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd.によって精製および配列決定されました。得られた配列は、まず Chromas 2.6 を使用して DNA ピーク形式グラフで校正されました。 MEGA X (バージョン 10.2.6、https://www.megasoftware.net/) を使用して、MalAvi データベース (http://130.235.244.92) の BLAST 結果に従って、増幅産物の配列を最も類似した系統と整列させました。 /Malavi/blast.html) [5、14]。 ハプロタイプは、MalAvi データベース (http://mbio-serv2.mbioe kol.lu.se/Malavi) に登録されている系統と 1 塩基対異なる場合、新しい系統として定義されました。 系統解析は、MEGA X による近隣結合 (NJ) 法を使用して実行されました。 この研究では、Kimura 2 パラメータ モデルが選択され、1000 回のブートストラップ反復が適用されました。 ノードの数字は、解析を 1000 回繰り返すことによって得られるブートストラップ サポートを示し、50% を超える値が表示されます。

性別、年齢、体重、サンプリング季節に応じた、セキショクヤケイのさまざまなグループ間の鳥血胞子虫寄生虫の有病率は、SPSS 22.0 (IBM Corporation、https://www.ibm.com/cn) を使用したカイ二乗 (χ2) 検定によって計算されました。 -zh)、P < 0.05 の場合、統計的に有意であるとみなされました。 オッズ比 (OR) とその 95% 信頼区間 (95% CI) は、Windows 用 GraphPad Prism バージョン 8.02 (GraphPad Software, Inc.、https://www.graphpad.com/) を使用して計算および分析されました。

ヘモプロテウス属、プラスモディウム属、およびロイコサイトゾン属に属するヘモスポリディア属がセキショクヤケイから検出された（表１および２、図１）。 表 1 に示すように、234 の DNA サンプルのうち 175 が鳥血胞子症陽性であり、全体の有病率は 74.8% に相当します。

cytb 配列に基づく鳥血胞子虫症 (プラスモディウム、ヘモプロテウス、ロイコサイトゾーン) の系統樹。 Hepatocystis spp.の 1 つの系統。 アウトグループとして使用されました。 寄生虫の種名と GenBank アクセッション番号がツリーに表示されます。 この研究で報告された寄生虫の系統は、それぞれ青い四角、緑の点、黄色の三角形でマークされています。 ブートストラップ値は、値が 50% を超える場合に表示されます。

血胞子虫感染陽性のサンプルのうち、107 件は成鳥のもので、感染率は 81.1% (107/132) でしたが、幼鳥の感染率は 66.7% (68/102) でした。 2 つの年齢グループ間で有意な差が観察されました (χ2 = 6.32、df = 1、P = 0.012)。 夏に採取された血液サンプルの陽性率（80.9%、106/131）は冬（67.0%、69/103）よりも高かった。 カイ二乗検定によると、家禽の血胞子症罹患率の危険因子は、年齢（OR 0.47、95% CI 0.26～0.58、P 0.012）および季節（OD 2.09、95% CI 1.15～3.80、P 0.015）であることが判明しました。 ）。

我々は、セキショクヤケイにおいて単一および混合血胞子虫感染症を発見した(表2)。 PCR技術で陽性反応が出た175の血液サンプルのうち、153（153/175、87.4％）のサンプルは単一病原体感染であり、そのうち7サンプルはヘモプロテウス感染、32サンプルはロイコサイトゾン感染、114サンプルはプラスモディウム感染であった。 さらに、22 サンプル (22/175、12.6%) は混合感染であり、16 サンプルは 2 つの病原体に感染し、6 サンプルは 3 つの病原体に感染していました。

分子分析の結果、寄生虫が 3 つの異なる属 (Haemoproteus、Plasmodium、Leucocytozoon) に属していることが明らかになりました (図 1)。 血胞子虫の 3 つの系統は、対応する寄生虫属内で遺伝的に最も類似した系統でクラスター化されました。 私たちの 3 つの代表的な系統 hGALGAL01、lGALGAL01、および pGALGAL01 は、それぞれ H. enucleator、L. californicus、および P. juxtanucleare により類似していました (図 1)。

セキショクヤケイにおける血胞子虫症の世界的な有病率は74.8%(175/234)で、タイ産闘鶏の有病率(20.8%、52/250)よりもはるかに高かった[15]が、ナン産の国産鶏の有病率よりは低かった。タイのプラチンブリ県とチャチューンサオ県 (79.6%、125/157) [16] およびナイジェリア中北部の在来鶏 (75.0%、81/108) [17]。 この理由は、熱帯地域に植生が豊富にあり、ヌカカや他の媒介昆虫によってクリコイデス属や鳥類のヘモスポリディア属が伝播しているためである可能性があります[18、19]。 さらに、有病率の変動の理由は複雑であり、サンプリング時間、年齢層、サンプリング数、地理的条件など、多くの要因が検出率に影響します[20]。 さらに、以前の研究と同様に、単一感染の割合は混合感染の割合よりもはるかに高く[21、22]、混合感染では複数の組み合わせが示されました[23、24]。

鳥血胞子虫症は、若鳥および成鳥から検出され、感染率はそれぞれ66.7% (68/102) および81.1% (107/132) (P 0.012) でした。 以前の研究では、おそらく若鳥の免疫抵抗力が低いため、成鳥と比較して若鳥の感染率が高いことが示されています[25、26]。 若い家禽の素肌の面積が広いため、病原体媒介物がより容易に侵入しやすくなります[27]。 セキショクヤケイの体重はヘモプロテウス属に大きく寄与していないようだ。 感染。 さまざまな宿主の形質と非生物的要因が宿主と寄生虫の相互作用における重要な決定要因であることを多くの研究が示していることは事実である[28、29]。 野鳥の生息地における植物の豊富さ、媒介種、温度、湿度などの要因は、ヘモプロテウス属の蔓延と多様性に大きく寄与します。 [30、31、- 32]。

鳥類の血胞子虫症は遺伝的に多様である[33、34]。 代表的なヘモプロテウス遺伝子 (アクセッション番号 OM965002) は、ヘモプロテウス spp. と密接に関連しています。 インドの鳥類（99 ～ 100% の類似性） [34]。 今回の研究で検出された系統は新しく、セキヤケイからの新しい系統である可能性があります。 私たちは、この研究で見つかった既知および新規系統が中国で生物学的伝染を持ち、他の鳥にも伝染する可能性があることを明らかにしました。

本研究では、PCRに基づく分子アプローチを用いて、中国南西部雲南省の異なる性別と年齢のセキショクヤケイにおける鳥血胞子虫の高い有病率（74.8％）と種が明らかになった。 3 種 (H. enucleator、L. californicus、および P. juxtanucleare) が同定されました。 これは、中国におけるセキヤケイにおける鳥血胞子虫感染の最初の記録であり、鳥血胞子虫の宿主範囲と遺伝的多様性を拡大し、セキショクヤケイにおける鳥血胞子虫感染の制御に影響を与える。

この記事の調査結果を裏付けるデータセットは記事内に含まれています。 この研究で得られた代表的なヌクレオチド配列は、受託番号 OM965002 ～ OM965004 で GenBank に寄託されました。

チトクロムb遺伝子

オッズ比

信頼区間

ポリメラーゼ連鎖反応

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Sangon Biotech (Shanghai) の技術支援に感謝いたします。

この研究は、雲南基礎研究プロジェクト (助成金番号 202101AU070064、202201AT070067)、雲南省教育局の科学研究基金プロジェクト (助成金番号 2022J0011)、雲南省獣医公衆衛生イノベーション チーム (助成金番号 2022J0011) によって支援されました。 202105AE160014)、および山西省「1331 プロジェクト」基金 (助成金番号 20211331–13)。 資金提供者は研究の計画に何の役割もありませんでした。 データの収集、分析、または解釈において。 原稿の執筆や結果の出版の決定において。

雲南大学動物研究資源センター、昆明、雲南省、650500、中華人民共和国

ザオ・リー、シャオシャ・レン、イン・ジャオ・ジャオ、リアン・タオ・ヤン、チー・シュアイ・リウ

雲南省生物資源保全・利用国家重点実験室、雲南大学生命科学部生命科学センター、雲南省昆明、650500、中華人民共和国

ザオ・リー、シャオシャ・レン、イン・ジャオ・ジャオ、リアン・タオ・ヤン、チー・シュアイ・リウ

雲南省動物疾病管理予防センター、昆明、雲南省、650201、中華人民共和国

ボーファン・ドゥアン

西双版納ダイ族自治州畜産および獣医学技術拡張ステーション、景宏、雲南省、666100、中華人民共和国

ナ・イン・フー

雲南省獣医公衆衛生主要研究所、雲南農業大学獣医学部、雲南省昆明、650201、中華人民共和国

チャオ・リー、フェン・カイ・ゾウ、シン・クアン・ジュー、ジュン・ジュン・ヘ

山西農業大学獣医学部、030801、中華人民共和国山西省太古市

趙李 & 朱星泉

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ZL と QSL がこの研究を考案、設計し、JJH と XQZ が原稿を批判的に改訂しました。 ZL、XXR、YJZ、LTYが実験を実施し、ZLがデータを分析して原稿を作成した。 ZL、BFD、NYH がサンプル収集を実施しました。 JJH、FCZ、XQZ、QSL が研究の実施を支援しました。 著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

Zhao Li、Jun-Jun He、または Qi-Shuai Liu への対応。

本研究のプロトコールは、雲南大学の動物倫理福祉委員会によって検討され、承認されました。 すべての血液サンプルは、他の当局を介さずに養鶏農家および機能管理部門の許可を得た後、セキヤケイから採取され、すべての手順は中華人民共和国の動物倫理手順およびガイドラインの法的要件に厳密に従って実行されました。 家禽の苦痛を最小限に抑えるためにあらゆる努力が払われました。

適用できない。

著者らは、競合する利益を持たないことを宣言します。 共著者の Xing-Quan Zhu 教授は、Parasites & Vectors の「寄生虫の遺伝学、ゲノミクス、プロテオミクス」セクションの主題編集者を務めています。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。 データのクレジットラインに別途記載がない限り、クリエイティブ コモンズ パブリック ドメインの献身的権利放棄 (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) は、この記事で利用できるデータに適用されます。

転載と許可

リー、Z、レン、XX、チャオ、YJ。 他。 中国のセキショクヤケイ (Gallus gallus) における血胞子虫症と関連危険因子の最初の報告。 寄生虫ベクター 15、275 (2022)。 https://doi.org/10.1186/s13071-022-05389-2

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受信日: 2022 年 4 月 7 日

受理日: 2022 年 6 月 28 日

公開日: 2022 年 8 月 1 日

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-022-05389-2

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