基于时空与遗传信息的江苏省江滩钉螺分布规律研究

发布时间：2017-03-25 13:10

  本文关键词：基于时空与遗传信息的江苏省江滩钉螺分布规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：湖北钉螺是日本血吸虫的唯一中间宿主,决定着血吸虫病分布。江滩是江苏省钉螺的主要孳生环境,研究江滩钉螺分布规律与其影响因素,将为钉螺监测与控制提供科学参考,对于江苏省按期实现血吸虫病传播阻断与消除目标至关重要。本研究在构建江苏省江滩钉螺时空分布、环境因子及基因数据库基础上,采用时空与遗传信息分析技术,分别从江滩钉螺时空分布特征、钉螺群体遗传结构及基因-环境交互作用等三个方面,多角度阐明江苏省江滩钉螺时空分布规律及影响因素。首先,利用2001~2013年江苏省江滩钉螺空间数据库,采用全局、局部空间自相关分析及时空扫描方法,识别江苏省钉螺和阳性钉螺的时空分布特征。江滩钉螺占全省钉螺总面积的90%以上,江滩钉螺和阳性钉螺的面积、分布滩块数及密度均呈下降趋势(P0.05)。江滩钉螺在2001~2012年(除2009年)呈全局空间聚集性;阳性钉螺在2001、2003~2007年呈全局聚集性分布,其他年份为随机分布。江滩钉螺局部热点区域2001~2007年主要集中在江苏省境内长江上游地区(南京、扬州等),2008~2013年在长江中游区域(镇江等);阳性钉螺局部热点区域2001~2003年主要集中在南京市和镇江市等,南京市2004年后开始消失,镇江市持续到2009年。2001~2013年江滩钉螺有2个高聚集区域,相对危险度均为1.19,一个在江苏省境内长江中上游,区域半径为14.46 km,聚集年份为2001~2005年;另一个在长江中游,区域半径为39.85 km,聚集年份为2001~2006年。阳性钉螺有1个高聚集区域,位于江苏省境内长江上游,区域半径37.81 km,相对危险度为3.00,聚集年份为2002~2007年。江苏省江滩钉螺呈空间聚集性分布,局部聚集区域则由江苏省境内长江上游向中游迁移。其次,利用微卫星DNA标记技术研究3个地理位置(北岸、江心洲、南岸)的13个江滩钉螺群体遗传多样性和遗传分化状况,探讨江滩钉螺群体的遗传学特征。钉螺群体遗传多样性指标Na、Ho、He的范围分别为4.5~15,0.10~0.35,0.77~0.92,江心洲3个钉螺群体的遗传多样性指标均大于其余两组,但无显著性差异(P0.05)。长江南岸(常州市新北区和镇江市丹徒区)的钉螺群体间遗传分化平均数与其他钉螺群体间差异较大,基于基因型频率的样本分化精确检验显示群体间遗传差异无统计学意义(P0.05);AMOVA分析显示遗传变异主要来源于钉螺个体间(69.32%);NJ和ME系统发育树均显示长江北岸和江心洲钉螺群体遗传关系较近,长江南岸钉螺群体与其他群体则较远。Mantel检验显示空间距离与Fst遗传距离无相关性。江苏省江滩钉螺群体具有较高的遗传多样性,虽然江滩钉螺群体间未出现显著遗传分化,但在一定程度上仍表现为地理位置聚类。最后,利用Landsat遥感卫星图像和历史血吸虫病防治资料,建立2001~2013年钉螺孳生地的植被覆盖指数(NDVI)、湿度变化(Wetness)、是否灭螺等自然社会环境数据库,分别采用广义线性回归模型和GMDR模型探讨环境因素和基因-环境交互作用对钉螺分布的影响。自然环境因素(NDVI、Wetness)与社会因素(是否灭螺)之间无共线性,江滩钉螺广义线性回归方程包含了是否灭螺,Wetness两个自变量,阳性钉螺广义线性模型则包含Wetness变量。GMDR模型显示,江滩钉螺分布受基因-环境交互作用影响,最优模型为C22、T4-33及Wetness三因素交互模型,OR值为90.86;阳性钉螺分布受基因-基因交互作用影响,最优模型为C22、T4-33的两因素交互模型,OR值为13.07。环境因素可以影响江滩钉螺分布,开展灭螺可以有效控制钉螺增长,基因-基因及基因-环境交互作用可能是保持钉螺密度的一个因素。本研究在中小尺度上研究了2001~2013年江苏省江滩钉螺分布规律及其影响因素,发现江苏省江滩螺情整体上呈现显著下降趋势,其空间聚集区域呈现从江苏省境内长江上游向中下游转移趋势,提示应当关注中下游地区血吸虫病传播的风险。江滩的干湿交替是引起钉螺密度上升的重要因素,开展灭螺是控制钉螺较为有效的手段。虽然江滩钉螺群体间未出现显著遗传分化,但基因-基因和基因-环境交互作用对于钉螺分布的影响不容忽视,应深入研究多种因素联合作用下的钉螺分布规律。
【关键词】：日本血吸虫病 钉螺 地理信息系统 时空聚集性 微卫星DNA 遥感 广义线性回归 基因-环境交互作用
【学位授予单位】：江苏省血吸虫病防治研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R532.21;R181.3
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-12
• 前言12-20
• 1. 研究背景12-15
• 2. 研究目的和内容15-16
• 3. 技术路线16
• 4. 参考文献16-20
• 第一部分 江苏省江滩钉螺的时空分布特征研究20-50
• 1. 前言20
• 2. 材料与方法20-25
• 2.1 数据收集与数据库构建20-21
• 2.2 描述性分析21-22
• 2.3 时空分析22-25
• 3. 结果25-42
• 3.1 描述性结果25-35
• 3.2 空间自相关分析35-40
• 3.3 时空聚集性分析40-42
• 4. 讨论42-44
• 5. 结论44-45
• 6. 参考文献45-50
• 第二部分 基于微卫星标记的江苏省江滩钉螺群体遗传结构研究50-74
• 1. 前言50
• 2. 材料与方法50-57
• 2.1 样本采集50-52
• 2.2 钉螺基因组提取52-53
• 2.3 微卫星引物筛选和微卫星DNA扩增53-55
• 2.4 微卫星DNA数据获得55-56
• 2.5 微卫星DNA数据分析56-57
• 3. 结果57-67
• 3.1 微卫星DNA扩增结果57-58
• 3.2 遗传多样性58-61
• 3.3 群体遗传分化61-67
• 4. 讨论67-69
• 5. 结论69
• 6. 参考文献69-74
• 第三部分 基于基因-环境因素的江苏省江滩钉螺分布规律研究74-94
• 1. 前言74-75
• 2. 材料与方法75-81
• 2.1 遥感图像获得和修正75-76
• 2.2 遥感图像环境因素的提取76-79
• 2.3 环境因素对钉螺分布影响79
• 2.4 钉螺分布的基因-环境交互作用分析79-81
• 3. 结果81-85
• 3.1 自然环境及社会因素对钉螺分布的影响81-84
• 3.2 基因-环境交互作用对钉螺分布的影响84-85
• 4. 讨论85-89
• 5. 结论89
• 6. 参考文献89-94
• 本研究主要结论94-95
• 附录：硕士在读期间发表的论文95-96
• 致谢96

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本文编号：267246