鸡艾美耳球虫纯株的建立与DNA条形编码初探

鸡艾美耳球虫纯株的建立与DNA条形编码初探

论文摘要

DNA条形编码是以线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ亚基(COⅠ)作为一个统一的目标基因进行DNA序列分析,以达到鉴定生物种的目的,是近年来引人注目的一种分子生物学分类方法。为了初步探讨DNA条形编码在鸡艾美耳球虫(Eimeria)中的应用,本研究在通过单卵囊分离感染、生物学鉴定及特异性引物PCR鉴定建立纯株的基础上,首次对鸡球虫不同种/株的COⅠ基因片段进行序列分析,并结合18S rRNA基因,对鸡球虫分子分类进行研究,为鸡球虫分类学开拓了新思路。为了保证研究所用虫种/株为单一虫种,本研究对实验室保存的堆型艾美耳球虫(E.acervulina)、柔嫩艾美耳球虫(E.tenella)、巨型艾美耳球虫(E.maxima)、变位艾美耳球虫(E.mivati)、毒害艾美耳球虫(E.necatrix)、布氏艾美耳球虫(E.brunette)共6种11株,进行了179个单卵囊分离,每个卵囊感染1只1~5日龄雏鸡,结果获得单卵囊分离物42个,单卵囊分离平均成功率为23.46%。对其中11个单卵囊分离物进行繁殖,按照传统生物学鉴定方法选取潜在期、寄生部位、最短孢子化时间、卵囊形状、卵囊大小及孢子囊大小等指标,对单卵囊分离物进行虫种鉴定,结果确定为E.acervulina 1株、E.tenella 2株、E.maxima 6株、E.mivati 1株、E.necatrix 1株。采用针对E.acervulina、E.tenella和E.maxima的种特异性引物,分别对传代增殖后的11株单卵囊分离株和2株实验室保存虫种进行PCR扩增,以验证生物学的鉴定结果和检测物的虫种纯度,结果仅在1株单卵囊分离物(E.maxima Townsends strain)的繁殖样品中检测出被E.tenella污染。为了初步探讨COⅠ基因作为鸡球虫DNA条形编码的可行性,本研究对经鉴定的10个单卵囊分离纯株和2个实验室保存株的COⅠ分别进行扩增,均得到811 bp的片段。多序列比对结果显示同种不同株间均无差异,同源性为100%;种间差异较大,其中E.tenella与E.necatrix的同源性最高,达98.4%,E.maxima与E.acervulina的同源性最低,为86.1%。分析5个种两两之间的遗传距离,其中E.maxima与E.necatrix的遗传距离最大,为0.171;E.tenella与E.necatrix的遗传距离最小,为0.017。分析5条序列组成,A+T平均含量为64.8%,明显高于G+C含量。进化树显示在5种球虫间,E.tenella和E.necatrix亲缘关系最近,二者形成一个独立的分枝,与E.acervulina、E.mivati和E.maxima共同聚为一大类,能与其他4个属的原虫明显区分开。为了进一步验证mtCOⅠ基因用于鸡球虫分类的准确性,本研究利用常用的18S rRNA基因进行系统进化分析。对3种球虫8个虫株的18S rRNA基因分别进行扩增,获得长度为1746~1756bp基因。经多序列比对,结果显示同种不同株间的同源性大于不同种间的同源性,其中3个E.maxima株间同源性在98.7%~99.3%之间,4个E.tenella株间同源性在99.7%~99.9%之间,三个不同的种间同源性为96.5%~98.1%。计算8个株两两之间的遗传距离,3个种中E.maxima与E.tenella的遗传距离最大,为0.038;E.maxima与E.acervulina的遗传距离最小,为0.021。3个E.maxima聚为一支,与E.brunetti、E.mitis、E.mivati、E.praecox和E.acervulina聚为一大分支,其中E.mitis和E.mivati亲缘关系最接近;4个E.tenella,与E.necatrix共同形成一个分支,说明E.tenella与E.necatrix的亲缘关系最近。结果与以mtCOⅠ基因构建的进化树结果一致。本研究说明mtCOⅠ基因比18S rRNA基因更适合作为种间鉴定的理想靶基因,有望成为寄生虫DNA条形编码的目的基因。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 DNA序列分析在寄生虫分类鉴定中的应用
  • 1.1.1 rRNA基因
  • 1.1.2 线粒体COI基因
  • 1.1.3 展望
  • 1.2 DNA条形编码技术及生物条形编码网站简介
  • 1.2.1 DNA条形编码的产生
  • 1.2.2 DNA条形编码的发展概况
  • 1.2.3 DNA条形编码的原理与操作
  • 1.2.4 DNA条形编码网站
  • 1.2.5 DNA条形编码的发展趋势和有关争议
  • 第二章 鸡球虫的单卵囊分离
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 试验动物
  • 2.1.2 试验虫种
  • 2.1.3 试验方法
  • 2.2 结果
  • 2.3 讨论
  • 第三章 鸡球虫单卵囊分离株的增殖与鉴定
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 试验动物
  • 3.1.2 试验虫种
  • 3.1.3 主要试剂
  • 3.1.4 试验方法
  • 3.2 结果
  • 3.2.1 编号2111110201分离株的生物学特性
  • 3.2.2 编号2111120101分离株的生物学特性
  • 3.2.3 编号21111301~21111306分离株的生物学特性
  • 3.2.4 编号2111140101分离株的生物学特性
  • 3.2.5 编号2111150201分离株的生物学特性
  • 3.2.6 编号2111160701分离株的生物学特性
  • 3.2.7 小结
  • 3.3 讨论
  • 第四章 特异性引物PCR鉴定E.acervulina,E.maxima和E.tenella
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 试验虫株
  • 4.1.2 引物
  • 4.1.3 主要试剂及配制
  • 4.1.4 主要工具酶和试剂盒
  • 4.1.5 主要仪器与用具
  • 4.1.6 孢子化卵囊的收集与纯化
  • 4.1.7 总DNA的提取
  • 4.1.8 PCR扩增
  • 4.2 结果
  • 4.2.1 引物对Tn-F,Tn-R分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.2.2 引物对ET-1,ET-2分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.2.3 引物对Mx-F,Mx-R分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.2.4 引物对EM-1,EM-2分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.2.5 引物对Ac-F,Ac-R分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.2.6 引物对EA-1,EA-2分别扩增每个虫株的PCR结果
  • 4.3 讨论
  • 第五章 鸡球虫COI基因片段序列的测定与分析
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 试验虫株
  • 5.1.2 引物
  • 5.1.3 菌株与质粒
  • 5.1.4 主要试剂及配制
  • 5.1.5 主要工具酶和试剂盒
  • 5.1.6 主要仪器与用具
  • 5.1.7 孢子化卵囊的收集、纯化和总DNA的提取
  • 5.1.8 PCR扩增与产物回收
  • 5.1.9 PCR产物的连接与转化
  • 5.1.10 阳性克隆鉴定
  • 5.1.11 测序与序列分析
  • 5.2 结果
  • 5.2.1 PCR扩增结果
  • 5.2.2 菌液PCR鉴定结果
  • 5.2.3 序列的处理与登录
  • 5.2.4 多序列比对和同源性分析
  • 5.2.5 以COI基因序列进行系统进化分析
  • 5.3 讨论
  • 第六章 鸡球虫18S rRNA基因序列的测定与分析
  • 6.1 材料与方法
  • 6.1.1 试验虫株
  • 6.1.2 引物
  • 6.1.3 菌株与质粒
  • 6.1.4 主要试剂与仪器用具
  • 6.1.5 孢子化卵囊的收集、纯化和总DNA的提取
  • 6.1.6 PCR扩增与产物回收
  • 6.1.7 PCR产物的连接、转化及阳性克隆鉴定
  • 6.1.8 测序与序列分析
  • 6.2 结果
  • 6.2.1 PCR扩增结果
  • 6.2.2 PCR鉴定结果
  • 6.2.3 序列的处理与登录
  • 6.2.4 多序列比对和同源性分析
  • 6.2.5 以18S rRNA基因进行系统进化分析
  • 6.3 讨论
  • 第七章 全文结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历
  • 相关论文文献

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