毕氏肠微孢子虫遗传演化规律及其优势基因型D的传播动力学分析
批准号:
32100368
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张艳
依托单位:
学科分类:
动物系统与分类
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张艳
中文摘要
针对缺乏人兽共患毕氏肠微孢子虫在我国家禽中的分布特征及流行传播规律的理论需求,围绕毕氏肠微孢子虫遗传演化趋势促进其传播动力学的阐明这一科学问题,采用遗传学、系统进化学、生物信息学、分子流行病学及生物学的技术与方法,以毕氏肠微孢子虫优势基因型D为研究对象,重点研究:1)构建已报道的毕氏肠微孢子虫基因型及其流行信息网络云数据库平台;2)采用距离法、最大似然估计和贝叶斯推理三种算法和计算机编程及生物信息学技术,对已报道的近700个基因型进行系统遗传进化分析;结合流行信息,阐明优势基因型D在我国及全球不同宿主和地域范围的流行传播规律;3)开展毕氏肠微孢子虫在中国家禽的分子流行调查,了解其在我国家禽中分布情况,以及病原、宿主和环境的相互作用,初步解析其流行传播的“三间”分布规律。研究结果将有助于阐明毕氏肠微孢子虫遗传演化特征和流行传播规律,为有效防控毕氏肠微孢子虫在我国家禽中感染和爆发提供理论依据。
英文摘要
Enterocytozoon bieneusi is the most common microsporidian protozoa that infect both humans and animals, causing diarrhea and systemic diseases. Nearly 700 E.bieneusi genotypes have been characterized until now, however, there has been no systematic epidemiological and phylogenetic evolutionary analyses including all E.bieneusi genotypes and their epidemiological data internationally. In order to fix the gap, the applicant uses the previous established data sets of E. bieneusi genotypes and epidemiological information, in terms of this scientific issue -phylogenetic evolutionary analyses can facilitate the transmission dynamics, using genomics, genetics, phylogenetics, molecular detection and bioinformatics, the aims of this project are: 1)to establish a database of all global E. bieneusi genotypic and epidemiological; 2)to conduct phylogenetic analyses of all E. bieneusi genotypes using three(Distance, Maximum likelihood and Bayesian inference)phylogenetic methods and study the transmission dynamics of predominant genotype D in China and around the world; 3) conduct molecular identifications of E. bieneusi in chickens from representative locations in China, analyze the co-interaction of pathogen, hosts and environment, and the patterns of transmission dynamics. The results would illustrate the patterns and trends of E. bieneusi transmission and access zoonotic potential of new genotypes, both of which would eventually assist in the prevention and control of outbreaks of Enterocytozoonosis in humans and animals worldwide.
毕氏肠微孢子虫是最常见的感染人和多种动物的病原微生物,常导致腹泻、腹痛、机体消瘦甚至死亡。据文献报道近700毕氏肠微孢子虫基因型已被鉴定,然而,目前尚无针对其相关数据开展的流行病学和系统遗传进化分析等研究。针对缺乏人兽共患毕氏肠微孢子虫在我国家禽中的分布特征及流行传播规律的理论需求,围绕毕氏肠微孢子虫遗传演化趋势促进其传播动力学的阐明这一科学问题,采用遗传学、系统进化学、生物信息学、分子流行病学及生物学的技术与方法,以毕氏肠微孢子虫优势基因型D为研究对象,本项目1)构建已报道的毕氏肠微孢子虫基因型及其流行信息网络云数据库平台,实时动态查询各基因型在不同时间全球各地流行态势、宿主和地域分布、流行率、传播途径及种内种间传播情况,为毕氏肠微孢子虫的流行趋势、传播规律的研究提供数据支撑;2)采用距离法、最大似然估计和贝叶斯推理三种算法和计算机编程及生物信息学技术,对已报道的近700个基因型进行系统遗传进化分析。结果表明近700个基因型被分为9个大组,其中第1-6组为人兽共患组,包括优势基因型D在内的60%的基因型,具有人兽共患生物安全风险,需要定期监测;另外7-9组具有一定的宿主特异性。结合数据库中的流行信息,研究发现优势基因型D最早于英国猕猴上发现,随后在美国快速传播,又由美洲传播至亚洲和欧洲国家。研究发现早期感染的宿主主要是亚洲人和非洲人,猪和牛。根据遗传进化和流行传播数据分析,我们推测早期毕氏肠微孢子虫跨地域跨物种传播可能原于各国往来商贸活动,传播途径很可能是通过直接接触感染宿主传播或者通过污染的水源或食物的方式进行间接传播;3)项目开展毕氏肠微孢子虫在中国家禽的分子流行调查,研究发现优势基因型D在我国家禽养殖场中的流行状况因时间和空间不同而变化,在冬季和春季毕氏肠微孢子虫阳性率相对较高;华南地区部分家禽养殖场毕氏肠微孢子虫阳性率较高,而在华东、东北和华中地区较低。这可能与环境、温度、饲养方式、饲养密度、用药及宿主年龄等有关。因此持续定期展开毕氏肠微孢子虫的分子监测,对防控其在家禽中的流行传播具有重要意义。项目总体研究结果有助于阐明毕氏肠微孢子虫遗传演化特征和流行传播规律,为有效防控毕氏肠微孢子虫在我国家禽中感染和爆发提供理论依据。
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