Influence of local adaptation and demographic constraints on patterns of wildlife disease spread

当地适应和人口限制对野生动物疾病传播模式的影响

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2014-04321
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2014-01-01 至 2015-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Climatic changes are altering disease dynamics for many species. It is unclear, however, what capacity species have to adapt to these changes, nor the influence patterns of natural genetic variation have on disease spread. Herein, I propose to study interactions between host immune gene variation, disease variants, and neutral population genetic parameters to enhance our understanding of how species respond to rapidly changing disease dynamics, constraints on these processes, and patterns of disease spread. Arctic rabies (AR) provides a model system to understand the capacity for northern species to respond to rapid changes in disease patterns where climatic changes are having a pronounced effect on the dynamics of AR. The AR system includes multiple hosts with contrasting patterns of disease susceptibility and temporal disease exposure, making it possible to test hypotheses regarding the genetic interactions of AR with its hosts. Further, this system presents contrasts in the localization and spread of disease across its circumpolar distribution. Specifically, we will assess: 1) immunogenetic variation derived from adaptive immunity genes and innate immunity genes of hosts using sequence capture and next generation sequencing technologies, 2) whole genome profiling of AR strains from infected hosts, 3) and neutral genes to provide insight into contemporary and historical demographic processes within and among the populations and demographic constraints on local adaptation. This research is innovative by taking the multi-pronged approach of integrating studies of natural genetic variation in hosts and pathogens towards understanding wildlife disease spread, an approach that can be extended to other disease systems. These questions are of practical relevance to Canada given human health impacts from wildlife disease on northern populations and effects on wildlife health and persistence.
气候变化正在改变许多物种的疾病动态。然而,目前尚不清楚物种有什么能力适应这些变化,也不清楚自然遗传变异的影响模式对疾病传播的影响。在此,我建议研究宿主免疫基因变异、疾病变异和中性群体遗传参数之间的相互作用,以增强我们对物种如何应对快速变化的疾病动态、这些过程的限制以及疾病传播模式的理解。北极狂犬病 (AR) 提供了一个模型系统,用于了解北方物种对疾病模式快速变化的反应能力,其中气候变化对 AR 动态产生显着影响。 AR 系统包括多个宿主,这些宿主具有不同的疾病易感性和暂时的疾病暴露模式,从而可以测试有关 AR 与其宿主的遗传相互作用的假设。此外,该系统在其环极分布中的疾病定位和传播方面呈现出对比。具体来说,我们将评估:1)使用序列捕获和下一代测序技术从宿主的适应性免疫基因和先天免疫基因衍生的免疫遗传变异,2)来自受感染宿主的AR菌株的全基因组分析,3)和中性基因,以深入了解群体内部和群体之间的当代和历史人口统计过程以及对当地适应的人口统计限制。这项研究具有创新性,采用多管齐下的方法,将宿主和病原体的自然遗传变异研究整合起来,以了解野生动物疾病的传播,这种方法可以扩展到其他疾病系统。鉴于野生动物疾病对北方人口的人类健康影响以及对野生动物健康和持久性的影响,这些问题对加拿大具有实际意义。

项目成果

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