宿主身份如何影响吸虫寄生虫微生物组?研究揭示关键奥秘

【字体: 时间:2025年03月27日 来源:Parasitology Research 1.8

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  在寄生虫研究领域,为探究宿主身份对吸虫寄生虫(Maritrema poulini)微生物组多样性和群落组成的影响,研究人员以端足类(Paracalliope fluviatilis)和等足类(Austridotea annectens)及其共有的吸虫寄生虫为研究对象。结果发现宿主身份影响寄生虫微生物组组成和分类多样性,这为寄生虫微生物组研究提供了新视角。

  在奇妙的自然界中,动物们的体内都生活着一群微小却至关重要的 “小伙伴”—— 微生物组。这些微生物组对动物的消化、免疫、行为等多个方面都有着深远的影响。就像一把神奇的钥匙,能开启动物生命活动的各种 “大门”。对于寄生虫而言,微生物组同样意义非凡,它可能影响寄生虫的发育速度、传播途径以及对宿主行为的操控能力等 。
然而,目前科学家们发现,即使是同一种寄生虫,它们的微生物组也存在着差异,可导致这种差异的原因却一直是个谜。其中一个可能的关键因素就是寄生虫所寄生的宿主身份。不同的宿主,其体内的微生物环境就像不同的 “小世界”,寄生虫从这些 “小世界” 中获取微生物的来源可能不同,那么宿主身份是否真的会影响寄生虫的微生物组呢?这一问题吸引了众多科研人员的目光。
为了揭开这个谜团,来自新西兰奥塔哥大学(University of Otago)的研究人员开展了一项针对吸虫寄生虫(Maritrema poulini)的研究。研究人员以端足类动物(Paracalliope fluviatilis)和等足类动物(Austridotea annectens)为宿主,这两种动物都是 Maritrema poulini 的第二中间宿主。他们假设宿主身份会对 Maritrema poulini 寄生虫的微生物组的多样性(α 多样性)和群落组成(β 多样性)产生影响,并聚焦于吸虫微生物组中的细菌成分 。
研究人员用到的主要关键技术方法有:首先,从新西兰怀霍拉湖(Lake Waihola)采集端足类和等足类动物样本,在实验室无菌条件下解剖获取寄生虫样本。然后,利用 ZymoBIOMICS DNA Microprep Kit 进行 DNA 提取,针对原核细菌 16S SSU rRNA 基因的 V4 高变区进行 PCR 扩增建库,在 Illumina MiSeq 平台测序。最后,运用多种生物信息学工具和 R 语言相关软件包对测序数据进行处理和分析 。
研究结果如下:
  • 微生物组的整体差异:通过 Venn 图和 PerMANOVA 测试发现,端足类和等足类动物的微生物群与 Maritrema poulini 尾蚴的微生物群总体不同,环境样本与宿主和寄生虫样本之间共享的 ASV(扩增子序列变异)很少。
  • 来自等足类宿主的 Maritrema poulini 微生物组:未配对两样本 Wilcoxon 检验表明,在科和 ASV 水平上,感染不同等足类宿主个体的 Maritrema poulini 寄生虫之间的微生物多样性差异,比感染同一等足类宿主的寄生虫之间的差异更大,但在门水平上不明显。PerMANOVA 测试显示,在所有测试的分类水平上(除门水平的 Bray–Curtis 和加权 Unifrac 指标外),不同等足类个体中的 Maritrema poulini 微生物组组成差异更大。
  • 来自端足类与等足类宿主的 Maritrema poulini 微生物组比较:相对丰度条形图显示,来自端足类和等足类宿主的 Maritrema poulini 微生物组中,最普遍的细菌门是变形菌门(Proteobacteria),其次是拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteriota) 。在科水平上,最普遍的分类群是红杆菌科(Rhodobacteraceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae) 。Wilcoxon 秩和检验表明,感染端足类和等足类宿主的 Maritrema poulini 尾蚴的微生物组在 α 多样性上没有差异,但在 β 多样性上,除 Jaccard 和未加权 Unifrac 外,在门、科和 ASV 水平上均有显著差异。差异丰度测试显示,拟杆菌门在感染等足类宿主的 Maritrema poulini 微生物组中的相对丰度更高。
研究结论和讨论部分指出,宿主身份对寄生虫微生物组的 α 多样性和群落组成有影响,这间接证明了寄生虫微生物组的组装并非随机。寄生虫可能通过水平传播从宿主或同宿主的其他寄生虫处获取微生物,从而塑造自身的微生物组。例如,等足类宿主中大量聚集的尾蚴增加了微生物交换的机会,使得来自同一等足类宿主的寄生虫微生物组更相似。此外,宿主身份对寄生虫微生物组群落组成在门水平的影响较弱,这可能意味着细菌分类群的差异并不代表微生物组功能的差异 。
这项研究发表在《Parasitology Research》上,其重要意义在于揭示了宿主身份在寄生虫微生物组形成中的关键作用,为理解寄生虫与宿主、微生物之间的复杂关系提供了新的视角,也为后续深入研究寄生虫微生物组的功能和演化奠定了基础,有助于进一步探索寄生虫的生态适应性和传播机制等重要问题 。
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