中国反刍动物源十二指肠贾第虫集聚体E宿主特异性遗传基础研究

Giardia duodenalis, a newly-discovered zoonotic disease, can infect various animals and humans, mostly the ruminants. Applicant research group has found there is a significant genetic difference between G. duodenalis subtypes of assemblage E from different ruminants. Whether the assemblage E subtype presents the host-specific genetic characteristics as the sub-assemblage A and B is required to be further studied. In this project, the ruminantsl-derived G.duodenalis isolates are as the main research object. New 4～6 polymorphic gene loci will be selected and be used in the multilocus sequencde typing (MLST). According to the sequence data of MLST, the genetic polymorphism, the recombination frequence, the linkage disequilibrium, as well as the genetic difference degree among different animal populations will be calculated. The present project will focus on understanding the host-specificgenetic characteristics of G. duodenalis assemblage E from various ruminants in China. The data obtained in this project should have direct significance in elucidating the biology, the transmission among different hosts, and the infection source of G. duodenalis. Moreover, This project will provide technical support for monitoring and tracing the infection source of foodborne/waterborne outbreak cases in China.

十二指肠贾第虫（Giardia duodenalis）是新发人兽共患原虫，可感染多种动物和人类，其中以反刍动物感染最为常见。申请人课题组前期研究发现，中国地区不同反刍动物源集聚体E亚型之间存在显著的遗传差异性，集聚体E亚型是否像集聚体A和B型一样呈现宿主特异性遗传特性有待于深入研究。鉴于此，本项目以我i国西部和高原地区分离鉴定的反刍动物源和人源G.duodenalis集聚体E分离株为主要研究对象，筛选4～6个多态性基因位点进行多位点序列分型（MLST），依据MLST数据计算G.duodenalis的遗传多态性、重组频率、连锁不平衡以及在不同动物群体间的遗传差异程度等，重点研究我国G.duodenalis集聚体E宿主特异性遗传特性。研究结果对于阐明G.duodenalis的生物学特性、在不同宿主间的传播以及感染来源等具有直接意义，同时为我国食源性/水源性暴发病例的监测和溯源等提供技术支持。

十二指肠贾第虫是一种寄生于人和多种哺乳动物肠道内的原虫，可引起以腹泻为主的贾第虫病。该病呈世界性分布，现已列入全世界危害人类健康的10种主要寄生虫病之一 。研究我国不同动物源的十二指肠贾第虫感染率、亚型分布特征、遗传变异规律等特征可为解析其传播动力学、人兽共患传播机制提供基础资料。在本项研究中，我们采集中国非人灵长类、赛马、反刍动物（骆驼、奶牛、牦牛）等动物粪便样品，利用SSU rRNA基因位点对其进行PCR扩增、测序和基因型鉴定，筛选集聚体B和E的阳性分离株，并进行MLST分型，依据 MLST 数据计算十二指肠贾第虫的遗传多态性、重组频率、连锁不平衡以及在不同动物群体间的遗传差异程度。结果显示：1. 区域种群间的两两分析得出，来自中国五个不同地区（西： 新疆；东：上海；南：广东；北：陕西；中原：河南）的奶牛源十二指肠贾第虫集聚体E之间的F ST值为0.243 ~ 0.992和N m值为0.002 ~ 0.779，巨大的分化数值表明十二指肠贾第虫集聚体E分离株在五个地理隔离区存在大量的遗传分化特征和有限基因分流特征；Median-joining network分析形成了五个不同的networks。总之，系列进化、基因流分析和Median-joining network分析表明，奶牛十二指肠贾第虫集聚体E存在地理隔离性特征；2. 确定了中国非人灵长类、赛马的十二指肠贾第虫BIV为优势基因型。但赛马、人类、非人灵长类不同动物的BIV MLGs亚型存在明显遗传差异；种系进化分析表明十二指肠贾第虫亚群BIV存在宿主适应性特征，暗示了十二指肠贾第虫存在从人兽共患性到宿主适应性的定向遗传分化。研究结果可以增强我们对十二指肠贾第虫传播动力学的理解，同时可为我国食源性/水源性感染病例的监测和溯源等提供技术支持。