广西蝙蝠和大兴安岭蜱虫的宏病毒组学研究

发布时间：2020-04-03 01:50

【摘要】：蝙蝠种类多、分布广,是多种人兽共患病的自然宿主,如严重急性呼吸综合征病毒(Severe acute respiratory syndromes virus)、中东呼吸综合征病毒(Middle-east respiratory syndromes vius)、尼帕病毒(Nipah virus)、狂犬病毒(Rabies virus)及埃博拉病毒(Ebola virus)等。广西因独特的地理位置具有十分丰富蝙蝠资源,但该地区蝙蝠的种类、分布及携带的病毒多样性等还不完全清楚。本研究利用形态学和分子生物学方法,对在桂林、柳州、河池等地区的18个县、区采集到的617只蝙蝠样品进行分类和鉴定。结果鉴定出12种蝙蝠,分别为大蹄蝠(Hipposideros armiger)、中蹄蝠(Hipposidero larvatus灰蹄蝠(Hipposideros cineraceus)、果树蹄蝠(Hipposiderospomona)、普氏蹄蝠(Hipposideros partti)、皮氏菊头蝠(Rhinolophus pearsoni)、托氏菊头蝠(Rhinolophus thomasi)、大耳菊头蝠(Rhinolophus macrotis)、小菊头蝠(Rhinolophus pusillus)、普通长翼蝠(Minipopterus schreibersii)、小黄蝠(Scotophilus kuhlii)和南长翼蝠(Miniopterus pusillus),其中小黄蝠共有133只(21.5%),果树蹄蝠132只(21.4%),中蹄蝠129只(20.9%),其他蝙蝠数量在1-51只之间不等。应用高通量测序技术(High-throughput sequencing,HTS)对这些蝙蝠的肠道组织开展宏病毒组学研究。结果共得到89825条reads注释到病毒序列,其中有37426条(41.7%)reads与噬菌体相关,49828条(55.47%)与真核生物病毒相关,另外还有2571条(2.8%)reads未注释到已知病毒序列。与真核生物相关的病毒序列,主要涉及副黏病毒科(Paramyxoviridae)、弹状病毒科(Rhabdoviridae)、丝状病毒科(Filoviridae)、冠状病毒科(Cornaviridae)、细小病毒科(Parvoviridae)、双顺反子病毒科(Dicistroiridae)、软腐病毒科(Iflaviridae)、小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)、星状病毒科(Astroviridae)、杆状病毒科(Baculoviridae)和嗜肝病毒科(Hepadnaviridae)等30多个病毒科。其中脊椎动物病毒有51种,主要有蝙蝠冠状病毒(Bat coronavirus)、蝙蝠星状病毒(Bat astrovirus)、蝙蝠嗜肝病毒(Bat hepatitis B virus)、甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus)和人双埃柯病毒(Human parechovirus)等。昆虫病毒有18种,主要为茶尺蠖病毒(Ectropis obiqua virus)和直尺蠖病毒(Perina nuda virus)。植物病毒主要为斐济病毒属(Fijvirus)的斐济病毒(Fijivirus)。噬菌体主要是一些肠道细菌的噬菌体,涉及基尾噬菌体科(Myoviridae)、短尾噬菌体科(Podoviridae)、长尾噬菌体科(Siphoviridae)、丝状噬菌体科(Inoviridae)、微小噬菌体科(Microviridae)和光滑噬菌体科(Leviviridae)。将这些脊椎动物病毒相关的reads进行组装后,得到485条Contigs,比对发现共有342条(75%)Contigs能够比对到NCBI数据库中已知的病毒序列。基于这些序列信息,进行分析后发现,广西蝙蝠中的蝙蝠星状病毒与已知的蝙蝠星状病毒的差异较大,可能是新的蝙蝠星状病毒;广西的蝙蝠冠状病毒与Bat coronavirus(BtCoV/512/2005)核苷酸相似性为98%,亲缘关系较近;广西蝙蝠中的杯状病毒和嗜肝病毒与已知病毒相似性较高,可能是已知病毒的变异株;广西蝙蝠中的蝙蝠博卡病毒与已知蝙蝠博卡病毒相似性较低,可能是蝙蝠博卡病毒中新的病毒株。利用PCR方法,对广西蝙蝠携带的微小RNA病毒目(Piconrnfaviriales)中的相关病毒进行验证。结果显示广西蝙蝠主要携带七种微小RNA病毒,分别为:甲型肝炎病毒(Hepatovirus A virus)、南蝠微小RNA病毒(Ia io picornavirus)、Shanbavirus、蝙蝠双埃柯病毒(Bat parechovirus)、直尺蠖小RNA样病毒(Perina nuda picorna-like virus)、茶尺蠖小 RNA样病毒(Ectropis oblique picorna-like virus)和虱P病毒(Himetobi P virrus)。并在中蹄蝠中首次分离到一株蝙蝠源甲型肝炎病毒。对扩增得到的序列进行遗传进化分析,结果显示广西蝙蝠的Hepatovirus A virus属于Hepatovirirus H种,Bat picornavirus 可能是Sfapelovirus 病毒属中新的 Bat sapelovirus,Bat parechovirus 可能是Pasivirus病毒属中新的Bat pasivirus,Shanbavirus与已知的Shanbavirus相似性较低,可能是一株新的Bat shanbavirus。本研究初步了解了广西地区蝙蝠的种类和分布,以及携带的病毒多样性,为进一步填补国内蝙蝠携带病毒的拼图,做好广西的蝙蝠病毒病疫情预警提供参考。蜱虫与多种重要的人兽共患病有关。为了解我国黑龙江省大兴安岭林区的蜱虫种类及相关的蜱传病毒,本研究利用分子生物学方法,对大兴安岭地区的4个代表性采样点采集的蜱虫进行了分类鉴定,利用新一代测序技术(Next generation sequencing,NGS)和聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)对所采集的蜱虫开展了宏病毒组学调查。结果显示大兴安岭林区共鉴定出五种婢虫,分别为:全沟硬碑(Ixodes persulcatus)、草原革蜱(Dermacentor nuttalli)、森林革蜱(Dermacentor silvarum)、长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)和嗜群血蜱(Haemaphysalis concinna)。高通量测序共得到3568561条高质量的reads,经过滤比对后,共有6577条(2.16%)注释到病毒序列。遗传进化分析表明这些病毒与正内罗毕病毒(Orthonairovirus)、白蛉病毒(Phlebovirus)、鹿蜱单股负链样病毒(deer tick Mononegavirales-like virus)和荆门碑虫病毒(Jingmen tick virus)密切相关,但是这些病毒对人和动物健康是否相关还需进一步的研究。本研究的结果为研究大兴安岭地区的蜱虫和蜱传病毒提供参考,为今后通过媒介控制来防控蜱传病毒提供依据。结论:1、在广西共采集到617只蝙蝠,鉴定出蹄蝠科,菊头蝠科和蝙蝠科中的12种蝙蝠。初步了解广西地区的蝙蝠种类和分布。2、通过蝙蝠肠道组织的宏病毒组学研究,发现广西的蝙蝠携带有星状病毒、冠状病毒、杯状病毒、嗜肝病毒和博卡病毒等脊椎动物病毒,还有大量的昆虫病毒、植物病毒以及噬菌体。初步了解广西蝙蝠携带的病毒谱。3、对广西地区蝙蝠携带的微小RNA病毒的研究显示,其主要携带7种相关病毒,其中小黄蝠携带6种微小RNA病毒,是未来蝙蝠源微小RNA病毒的重点监测对象。对这7种微小RNA病毒的进化分析结果显示,这些病毒多为已知病毒属中的新病毒。另外,在广西的中蹄蝠中首次分离到—株蝙蝠源甲型肝炎病毒。4、在黑龙江大兴安岭地区共采集到1881只蜱虫,鉴定出全沟硬蜱、草原革蜱、森林革蜱、长角血蜱和嗜群血蜱5种硬蜱。初步了解了大兴安岭地区蜱虫种类及分布。5、通过高通量测序共得到6577条注释到病毒的序列,涉及11个脊椎动物病毒科,还有大量未分类的病毒。初步了解大兴安岭蜱虫携带的病毒谱。6、对高通量测序检测出的丰度较高的四种蜱传病毒:正内罗毕病毒(Orthonairovirus)、白铃病毒(Phlebovirus)、鹿碑单股负链样病毒(deer tick Mononegavirales-like virus)和荆门碑虫病毒(Jingmen tick virus)进行了全基因扩增和遗传进化分析,结果显示这四种病毒为新的蜱传病毒。
【图文】：

示意图,途径,病毒,示意图

图１蜱虫传播疾病途径示意图［ｎ６］逡逑Ｆｉｇ．ｌ邋Ｔｈｅ邋ｐａｔｈｗａｙ邋ｏｆ邋ｄｉｓｅａｓｅ邋ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ邋ｂｙ邋ｔｉｃｋｓ逡逑

示意图,蝙蝠,基因对,广西

图３－１蝙蝠采样点示意图逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｍａｐ邋ｏｆ邋ｂａｔ邋ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ邋ｓｉｔｅｓ逡逑使用细胞色素ｂ基因对所采集的蝙蝠样品进行ＰＣＲ鉴定后，结果如下：在广西的兴安县米集到中蹄幅（／／ｉ如ｏｓ１／办ｍｓ１邋／ａｍｚ／ｗｓ）邋２１只，大耳菊头蝠逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S852.65

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