Đặc trưng phân tử của Atractolytocestus sagittatus (Cestoda: Caryophyllidea), ký sinh đơn bào của cá chép, và sự phân biệt với loài xâm nhập Atractolytocestus huronensis

Parasitology Research - Tập 110 - Trang 1621-1629 - 2011
Eva Bazsalovicsová1, Ivica Králová-Hromadová1, Jan Štefka2,3,4, Tomáš Scholz2,3
1Institute of Parasitology, Slovak Academy of Sciences, Košice, Slovakia
2Institute of Parasitology, Biology Centre ASCR, České Budějovice, Czech Republic
3Faculty of Science, University of South Bohemia, České Budějovice, Czech Republic
4Department of Entomology, the Natural History Museum, London, UK

Tóm tắt

Cấu trúc trình tự của vùng tín hiệu nội bộ phiên mã hoàn chỉnh 1 và 2 (ITS1 và ITS2) của DNA ribosome và các trình tự gen tiểu đơn vị I của cytochrome c oxidase ty thể (cox1) đã được nghiên cứu ở giun dây ký sinh đơn bào Atractolytocestus sagittatus (Kulakovskaya và Akhmerov, 1965) (Cestoda: Caryophyllidea), một loại ký sinh trên cá chép (Cyprinus carpio carpio L.). Đã quan sát thấy sự đa dạng trình tự trong cùng một cá thể ở cả hai miền ribosome. Trong ITS1, tổng số 19 dòng mẫu tái tổ hợp cho ra tám loại trình tự khác nhau (độ tương đồng trình tự theo đôi, 99,7–100%) mà không giống với cấu trúc điển hình của các bản sao ITS khác nhau trong cùng một bộ gen (paralogues). Sự đa hình được biểu hiện bởi một số đột biến nucleotide đơn có mặt độc quyền trong các dòng mẫu đơn lẻ, nhưng không quan sát thấy sự biến đổi số lượng các động cơ lặp ngắn. Trong ITS2, tổng số 21 dòng mẫu tái tổ hợp cho ra mười loại trình tự khác nhau (độ tương đồng trình tự theo đôi, 97,5–100%). Chúng chủ yếu được đặc trưng bởi số lượng lặp (TCGT)n thay đổi, dẫn đến sự phân loại các trình tự ITS2 thành hai biến thể trình tự, phản ánh cấu trúc riêng biệt của các paralogues ITS. Khu vực DNA thứ ba được phân tích, gen cox1 tiểu đơn vị ty thể (669 bp) được phát hiện là hoàn toàn giống nhau ở tất cả các cá thể A. sagittatus được nghiên cứu. So sánh dữ liệu phân tử trên A. sagittatus với dữ liệu trên Atractolytocestus huronensis Anthony, 1958, một loại ký sinh xâm lấn trên cá chép, cho thấy sự khác biệt giữa các loài rất lớn, vượt quá sự biến thiên trong cùng một loài ở cả hai miền ribosome (81,4–82,5% ở ITS1, 74,4–75,2% ở ITS2) cũng như ở cox1 tiểu đơn vị ty thể, xác nhận tính hợp lệ của cả hai loài giun dây thuộc cùng một chi ký sinh trên cùng một loài cá chủ.

Từ khóa

#Atractolytocestus sagittatus #ITS #cox1 #cá chép #ký sinh trùng

Tài liệu tham khảo

Anthony JD (1958) Atractolytocestus huronensis n. gen., n. sp. (Cestoda: Lytocestidae) with notes on its morphology. Trans Am Microsc Soc 77:383–390 Ash A, Scholz T, Oros M, Kar PK (2011) Tapeworms (Cestoda: Caryophyllidea), parasites of Clarias batrachus (Pisces: Siluriformes) from the Indomalayan Region. J Parasitol 97:435–459 Bazsalovicsová E, Králová-Hromadová I, Štefka J, Scholz T, Hanzelová V, Vávrová S, Szemes T, Kirk R (2011) Population study of Atractolytocestus huronensis (Cestoda: Caryophyllidea), an invasive parasite of common carp introduced to Europe: mitochondrial cox1 haplotypes and intragenomic ribosomal ITS2 variants. Parasitol Res 109:125–131 Bouzid W, Štefka J, Hypša V, Lek S, Scholz T, Legal L, Hassine OKB, Loot G (2008) Geography and host specificity: two forces behind the genetic structure of the freshwater fish parasite Ligula intestinalis (Cestoda: Diphyllobothriidae). Int J Parasitol 38:1465–1479 Bower JE, Cooper RD, Beebe NW (2009) Internal repetition and intraindividual variation in the rDNA ITS1 of the Anopheles punctulatus group (Diptera: Culicidae): multiple units and rates of turnover. J Mol Evol 68:66–79 Buckler ES IV, Ippolito A, Holtsford TP (1997) The evolution of ribosomal DNA: divergent paralogues and phylogenetic implications. Genetics 147:821–832 Chubb JC, Kirk R, Wellby, I (1996) Caryophyllaeid tapeworm Atractolytocestus huronensis Anthony, 1958 (= Markevitschia sagittata Kulakovkaya et Akhmerov, 1965) in carp Cyprinus carpio L. in British Isles—another translocation? In: Abstract of the Spring Meeting of the British Society of Parasitology, University of Wales, 1996, p. 66 Cunningham CO (1997) Species variation within the internal transcribed spacer (ITS) region of Gyrodactylus (Monogenea: Gyrodactylidae) ribosomal RNA genes. J Parasitol 83:215–219 Demshin NI, Dvoryadkin VA (1981) The development of Markevitschia sagitatta (Cestoidea: Caryophyllidae), a parasite of the Amur wild carp, in the external medium and in the intermediate host. Parazitologiya 15:113–117 Dover G (1994) Concerted evolution, molecular drive and natural selection. Current Biol 4:1165–1166 Excoffier L, Lischer HEL (2010) Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Mol Ecol Res 10:564–567 Excoffier L, Smouse PE, Quattro JM (1992) Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics 131:479–491 Fairley TL, Kilpatrick CW, Conn JE (2005) Intragenomic heterogeneity of internal transcribed spacer rDNA in neotropical malaria vector Anopheles aquasalis (Diptera: Culicidae). J Med Entomol 42:795–800 Feliner GN, Rosselló JA (2007) Better the devil you know? Guidelines for insightful utilization of nrDNA ITS in species-level evolutionary studies in plants. Mol Phylogenet Evol 44:911–919 Gjurcević E, Bambir S, Beck A (2009) Atractolytocestus huronensis Anthony, 1958 from farmed common carp in Croatia. In: 14th EAFP International Conference, Abstract Book, Diseases of fish and shellfish, Prague, Czech Republic Hancock K, Broughel DE, Moura INS, Khan A, Pieniazek NJ, Gonzales AE, Garcia HH, Gilman RH, Tsang VCW (2001) Sequence variation in the cytochrome oxidase I, internal transcribed spacer 1, and Ts14 diagnostic antigen sequences of Taenia solium isolates from South and Central America, India and Asia. Int J Parasitol 31:1601–1607 Hillis DM, Dixon MT (1991) Ribosomal DNA: molecular evolution and phylogenetic inference. Q Rev Biol 66:411–453 Jones AW, Mackiewicz JS (1969) Naturally occurring triploidy and parthenogenesis in Atractolytocestus huronensis Anthony (Cestoidea: Caryophyllidea) from Cyprinus carpio L. in North America. J Parasitol 55:1105–1118 Kappe A, Seifert T, El-Nobi G, Bräuer G (2006) Occurrence of Atractolytocestus huronensis (Cestoda, Caryophyllaeidae) in German pond-farmed common carp Cyprinus carpio. Dis Aquat Organ 70:255–259 Keeney DB, King TM, Rowe DL, Poulin R (2009) Contrasting mtDNA diversity and population structure in a direct-developing marine gastropod and its trematode parasites. Mol Ecol 18:4591–4603 Králová-Hromadová I, Scholz T, Shinn AP, Cunningham CO, Wootten R, Hanzelová V, Sommerville C (2003) A molecular study of Eubothrium rugosum (Batsch, 1786) (Cestoda: Pseudophyllidea) using ITS rDNA sequences, with notes on the distribution and intraspecific sequence variation of Eubothrium crassum (Bloch, 1779). Parasitol Res 89:473–479 Králová-Hromadová I, Štefka J, Špakulová M, Orosová M, Bombarová M, Hanzelová V, Bazsalovicsová E, Scholz T (2010) Intraindividual ITS1 and ITS2 ribosomal sequence variation linked with multiple rDNA loci: a case of triploid Atractolytocestus huronensis, the monozoic cestode of common carp. Int J Parasitol 40:175–181 Králová-Hromadová I, Bazsalovicsová E, Štefka J, Špakulová M, Vávrová S, Szemes T, Tkach V, Trudgett A, Pybus M (2011) Multiple origins of European populations of giant liver fluke Fascioloides magna (Trematoda: Fascioloidae), an invasive liver parasite of ruminants. Int J Parasitol 41:373–383 Kulakovskaya OP, Akhmerov AC (1965) Markevitschia sagittata n. gen. n. sp. (Cestoda, Lytocestidae) from common carp in the Amur River. In: Parasites and parasitoses of man and animals. Naukova Dumka, Kiev, pp 264–271, In Russian Leo NP, Barker SC (2002) Intragenomic variation in ITS2 rDNA in the louse of humans, Pediculus humanus: ITS2 is not a suitable marker for population studies in this species. Insect Mol Biol 11:651–657 Li MM (1964) A new genus and three new species of cestodes (Caryophyllaeidae) from Cyprinus carpio in China. Acta Zootax Sin 1:355–366 Mabuchi K, Senou H, Nishida M (2008) Mitochondrial DNA analysis reveals cryptic large-scale invasion of non-native genotypes of common carp (Cyprinus carpio) in Japan. Mol Ecol 17:796–809 Mackiewicz JS (1994) Order Caryophyllidea van Beneden in Carus, 1863. In: Khalil LF, Jones A, Bray RA (eds) Keys to the cestode parasites of vertebrates. CAB International, Wallingford, pp 21–43 Majoros G, Csaba G, Molnár K (2003) Occurrence of Atractolytocestus huronensis Anthony, 1958 (Cestoda, Caryophyllaeidae) in Hungarian pond-farmed common carp. Bull Eur Assoc Fish Pathol 23:167–175 Mayol M, Rosselló J (2001) Why nuclear ribosomal DNA spacers (ITS) tell different stories in Quercus. Mol Phylogenet Evol 19:167–176 Olson PD, Poddubnaya LG, Littlewood DTJ, Scholz T (2008) On the position of Archigetes and its bearing on the early evolution of the tapeworms. J Parasitol 94:898–904 Oros M, Hanzelová V, Scholz T, Mackiewicz JS (2004) The cestode Atractolytocestus huronensis (Caryophyllidea) continues to spread in Europe: new data on the helminth parasite of the common carp. Dis Aquat Org 62:115–119 Oros M, Hanzelová V, Scholz T (2008) Phylogenetic relationships of the monozoic tapeworms (Eucestoda: Caryophyllidea) inferred from morphological characters. Syst Parasitol 70:1–14 Orosová M, Králová-Hromadová I, Bazsalovicsová E, Špakulová M (2010) Karyotype, chromosomal characteristics of multiple rDNA clusters and intragenomic variability of ribosomal ITS2 in Caryophyllaeides fennica (Cestoda). Parasitol Int 59:351–357 Rosselló JA, Lázaro A, Cosín R, Molins A (2007) A phylogenetic split in Buxus balearica (Buxaceae) as evidenced by nuclear ribosomal markers: when ITS paralogues are welcome. J Mol Evol 64:143–157 Ruggiero MV, Procaccini G (2004) The rDNA ITS region in the lessepsian marine angiosperm Halophila stipulacea (Forssk.) Aschers (Hydrocharitaceae): intragenomic variability and putative pseudogenic seguences. J Mol Evol 58:115–121 Scholz T, Shimazu T, Olson PD, Nagasawa K (2001) Caryophyllidean tapeworms (Platyhelminthes: Eucestoda) from freshwater fishes in Japan. Folia Parasitol 48:275–288 Scholz T, Brabec J, Králová-Hromadová I, Oros M, Bazsalovicsová E, Ermolenko A, Hanzelová V (2011) Revision of Khawia spp. (Cestoda: Caryophyllidea), parasites of cyprinid fish, including a key to their identification and molecular phylogeny. Folia Parasitol 58:197–223 Telford MJ, Herniou EA, Russell RB, Littlewood DT (2000) Changes in mitochondrial genetic codes as phylogenetic characters: two examples from the flatworms. Proc Natl Acad Sci USA 9:11359–11364 Thompson JD, Higgins DG, Gibson TJ (1994) CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment throughout sequence weighting, position specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res 22:4673–4680 van Herwerden L, Blair D, Agatsuma T (1999) Intra- and interindividual variation in ITS1 of Paragonimus westermani (Trematoda: Digenea) and related species: implications for phylogenetic studies. Mol Phylogenet Evol 12:67–73 van Herwerden L, Gasser RB, Blair D (2000) ITS-1 ribosomal DNA sequence variants are maintained in different species and strains of Echinococcus. Int J Parasitol 30:157–169 Waeschenbach A, Webster BL, Bray RA, Littlewood DTJ (2007) Added resolution among ordinal level relationships of tapeworms (Platyhelminthes: Cestoda) with complete small and large subunit nuclear ribosomal RNA genes. Mol Phylogenet Evol 45:311–325 Wei X, Wang X (2004) Recolonization and radiation in Larix (Pinaceae): evidence from nuclear ribosomal DNA paralogues. Mol Ecol 13:3115–3123 Wei X, Wang X, Hong D (2003) Marked intragenomic heterogeneity and geographical differentiation of nrDNA ITS in Larix potaninii (Pinaceae). J Mol Evol 57:623–635 Weir BS, Cockerham CC (1984) Estimating F-statistics for the analysis of population structure. Evolution 38:1358–1370 Wörheide A, Nichols SA, Goldberg J (2004) Intragenomic variation of the rDNA internal transcribed spacers in sponges (Phylum Porifera): implications for phylogenetic studies. Mol Phylogenet Evol 33:816–830 Xi BW, Wang GT, Wu SG, Gao D, Nie P (2009) New record of genus Atractolytocestus in China with redescription of A. sagittatus (Cestoda, Caryophyllidea) from Cyprinus carpio. Acta Zootax Sin 34:407–410