额尔齐斯河尖鳍鮈寄生舌状绦虫裂头蚴的种群动态及空间分布研究
时间：2023-03-23 13:55:06 来源：千叶帆 本文已影响人
刘豆豆，郝翠兰，魏念文， 张斐，穆妮热·喀迪尔，冯龙基，刘彦君，贾舒安，买买提·艾孜子，岳 城*
(1.新疆农业大学动物医学学院，新疆乌鲁木齐 830052；
2.新疆维吾尔自治区动物疫病预防控制中心，新疆乌鲁木齐 830063)
额尔齐斯河(Irtysh river)全长约4 248 km，国内河长约633 km，是我国唯一一条注入北冰洋水系的国际河流[1]，孕育着大量极寒质优的冷水性鱼类，其中包括小型底栖的鮈亚科鱼类在额尔齐斯河分布广、数量大。尖鳍鮈，地方名为花棒子，隶属于鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鮈属(Gobio),是额尔齐斯河特有的土著鱼类，具有生物多样性的意义。
舌状绦虫隶属于绦虫纲(Cestoidea)、假叶目(Pseudophyllidea)、裂头科(Diphyllobothridea)、舌形绦属(Ligula)，俗称“面条虫”[2]，其裂头蚴呈乳白色，虫体扁平，肉质肥厚，带状不分节。舌状绦虫的生活史是由第二中间宿主鱼类吞食带有原尾蚴的水蚤，在其体内发育成裂头蚴，病鱼被水鸟捕食，裂头蚴在水鸟肠内发育为成虫并产卵，虫卵随粪便排入水中，进行新一轮的循环。
舌状绦虫病是一种广泛流行的全球性鱼类疾病。欧洲、亚洲、非洲及大洋洲的许多国家都有记录。据报道有上百种的经济鱼类被感染。Ivankov V N等[3]首次在滨海边疆区Razdolnaya河的箱根三齿雅罗鱼(Tribolodonhakonensis)腹腔中发现了舌状绦虫裂头蚴；
Gabagambi N P等[4]报道了尼亚萨湖沙丁鯷波鱼(Engraulicyprissardella)腹腔内舌状绦虫的感染率在空间和时间上的变化，发现上层水位的鱼显示出较高的感染率，随着水深的增加，其感染率下降。在调查舌状绦虫种群动态方面，Rouis S O等[5]探讨了舌状绦虫对卡伦魮(Barbuscallensis)的影响，发现春季时舌状绦虫的数量达到最多，Sohn W M等[6]发现感染了舌状绦虫裂头蚴的红鳍鮊(Chanodichthyserythropterus)冬季时偏好于河边活动，Kennedy C R等[7]报道了舌状绦虫对拟鲤(Rutilusrutilus)的感染大多发生在夏季，并且和Wyatt R J等[8]都发现舌状绦虫对拟鲤的感染率是小鱼高于大鱼。国内有关舌状绦虫的研究主要集中在分布区域的调查[9]，廖翔华等研究结果表明，仅在青藏高原及其周围地区的鱼类会感染舌状绦虫；
杨廷宝等[10]研究了青海湖裸鲤(Gymnocyprisprzewalskii)寄生舌状绦虫的空间分布。目前，我国对舌状绦虫裂头蚴的空间分布研究知之甚少，因此本研究拟运用统计学方法，以额尔齐斯河流域野生尖鳍鮈作为研究对象，分析了舌状绦虫裂头蚴的感染情况及空间分布特点，旨在为舌状绦虫病的防治及尖鳍鮈的生态保护和生物多样性研究提供基础资料。
1.1 材料
1.1.1 样品 于2020年10月对额尔齐斯河(哈巴河段)进行随机采样，捕获尖鳍鮈共346尾。
1.1.2 主要试剂 40 mg/mL多聚甲醛固定液、苏木素伊红(HE)染色试剂盒，Solarbio公司产品；
琼脂糖、EasyPure®Genomic DNA Kit(DNA 提取试剂盒)、ddH2O、6×DNA Loading buffer、2 × Super Master Mix、DNA 标准DL 2 000、EasyPure®PCRPurification Kit(PCR 产物纯化试剂盒)、EasyPure®Quick Gel Extraction Kit(胶回收试剂盒)，均为北京全式金(TRANSGEN)生物技术有限公司产品。
1.1.3 主要仪器设备 尺子、电子秤、烘箱、包埋机、石蜡切片机、光学显微镜；
数显三用恒温水箱、离心机、冷冻水浴恒温振荡器、Bio-Rad T100 PCR 仪、DYY-ⅠⅠ电泳仪、Bio-Rad 凝胶成像仪。
1.2 方法
1.2.1 鉴定 鱼体的编号、测量、检查、虫体采集、保存等参照《鱼病调查手册》的方法进行。在鱼类宿主腹腔中采集到绦虫，用生理盐水进行清洗后放入750 mL/L的酒精里固定，接着将虫体制成石蜡切片，观察其内部结构。尖鳍鮈和绦虫根据相关文献进行分子生物学方法鉴定[11-12]。
1.2.2 尖鳍鮈体长分组 依据年龄和体长[1]将346尾尖鳍鮈以间隔2 cm分为4个体长组(L)：L≤6 cm、6 cm
1.2.3 统计分析方法 运用Margolis L等[13]和Bush A O等[14]定义的生态学术语，统计不同体长组尖鳍鮈的感染率、感染强度、感染丰度、方差(S2)、均值(X)等数据，分析舌状绦虫在尖鳍鮈体内的感染情况；
计算方均比S2/X、负二项参数K、扩散性指数I[10]等数据，分析舌状绦虫在尖鳍鮈体内的分布类型。鱼类宿主各体长组感染舌状绦虫裂头蚴的感染丰度差异显著性由独立样本t检验确定。
由于单指标方法往往受密度等因素的影响，因而使用双指标分析的Taylor幂法则[15]，即根据种群样本的方差S2与平均密度M的关系：S2=a·Mb相关数据处理和构图分别在SPSS21.0、Excel、Origin 2018、Graphpad prism 8软件中完成。
1.2.4 频率分布统计 统计感染0、1条～3条、4条～6条、7条～9条虫体的各个体长组宿主受感染的百分率。
1.2.5 种群空间分布格局判断指标 方均比：S2/X<1，均匀分布；
S2/X=1，随机分布；
S2/X>1，聚集分布，(其中S2为样本方差，X为均值)。扩散性指数：
nI∲=∑Xi(Xi-1)/N(N-1) i=0
I>1，聚集分布；
I=1，随机分布；
I<1，均匀分布。
负二项分布参数：K=X2/(S2-X)，此参数中K值在0～1范围内数值越低，表示其聚集程度越高。0
若K>8时(K值趋向无穷大，一般为8以上)，则为随机分布。
幂函数：Taylor幂法则S2=a·Mb(S2为样本方差，M为平均密度，a，b为参数，Taylor称b为聚集指数)低密度下：a>1，b<1，M≤1，聚集分布；
a>1，b<1，M>1，可能为均匀分布；
01，M≤1，均匀分布；
01，M>1，可能为聚集分布。
2.1 尖鳍鮈寄生舌状绦虫裂头蚴的感染情况
通过对346尾尖鳍鮈进行剖检，有181尾尖鳍鮈被舌状绦虫裂头蚴感染，共检获裂头蚴320只，单尾检出虫体最多为9只，其中裂头蚴体长最长达16.5 cm；
总感染率为52.30%，平均感染强度为1.77只±0.08只，平均感染丰度为0.92只±0.06只。结果表明，在4个体长组中，6
各体长组之间平均感染强度相差较小(图1)。
2.1.1 尖鳍鮈各体长组感染丰度差异显著性检验 尖鳍鮈不同体长组感染丰度差异显著性检验见表1。结果显示，鱼类宿主各体长组之间具有显著性差异(F=6.319，P<0.05)。6
2.1.2 尖鳍鮈各体长组舌状绦虫裂头蚴的频率分布 通过对尖鳍鮈不同体长组感染舌状绦虫裂头蚴的研究，结果由表2所示，多数宿主不感染或感染1只～3只裂头蚴，只有较少宿主感染4只～6只、7只～9只裂头蚴。4个体长组中，L≤6和6
2.2 尖鳍鮈各体长宿主感染舌状绦虫裂头蚴的种群空间分布
舌状绦虫裂头蚴在尖鳍鮈腹腔内的空间分布格局由表3所示，4个体长组均为聚集分布(S2/X>1)； 图1 尖鳍鮈不同体长组(cm)的感染率(左)、平均感染强度及平均感染丰度(右) 表1 尖鳍鮈各体长组之间感染丰度差异显著性检验 根据Taylor幂法则，种群的样本方差S2与平均密度M的关系为:S2=a·Mb,经对数变换及回归分析得：loga=0.341 7，a=1.407 32，b=0.028 08，r=-0.498 64，方差与平均密度的关系可表示为S2=1.407 32M0.028 08。由Taylor判断法则，a>1，b<1，且M≤1，说明在各密度下，舌状绦虫裂头蚴在宿主各体长组中呈聚集分布，但是6 表2 尖鳍鮈不同体长组感染舌状绦虫裂头蚴的频率分布 表3 尖鳍鮈各体长组感染舌状绦虫裂头蚴的空间分布格局 本研究中，在尖鳍鮈腹腔中共检获绦虫320只，均为舌状绦虫裂头蚴，感染率为52.30%，平均感染强度为1.77只±0.08只，平均感染丰度为0.92只±0.06只，与丁金水[16]报道的东大滩水库黄河裸裂尻(Schizopygopsispylzovi)体内舌状绦虫的感染率相似，却比南门峡水库麦穗鱼(Pseudorasboraparva)的感染率较高，可能是因为舌状绦虫的第一中间宿主水蚤主要栖息在水底、洞穴等地，尖鳍鮈和黄河裸裂尻的食性是以底栖小型无脊椎动物为主，所以会增加其受感染的风险，而麦穗鱼的小稚鱼以轮虫等为食，喜欢在湖的中上层游动，可能会导致其感染率较低。目前，国内外有关寄生舌状绦虫的报道主要集中在鲤科鱼类方面，发现鲤科鱼类为易感鱼类[17-18]。此外，鸟类作为舌状绦虫的终末宿主，为舌状绦虫完整的生活史提供至关重要的作用，MaxEnt模型推测阿勒泰地区，尤其是额尔齐斯河流域下游的绿洲带宽阔，共记录鸟类344种，鸟类数量与鱼类感染率和平均感染强度大体呈对应关系。然而，丁金水[16]报道了池沼公鱼(Hypomesusolidus)体内舌状绦虫的感染率为0，该学者认为池沼公鱼的消化道较短，消化食物相对较快或者食物未完全消化就被排出体外，肠壁上不易附着舌状绦虫原尾蚴，而本研究的尖鳍鮈肠道有两个“S”型攀结，前粗后细[1]，原尾蚴易附着在肠壁上，造成尖鳍鮈大量感染，鱼类消化道的结构差异也可能是造成舌状绦虫感染率不同的原因之一。舌状绦虫的感染率和感染强度可能还与水温、浮游生物量、鱼类摄食强度等因素相关。 关于尖鳍鮈各体长组的研究中发现，尖鳍鮈随着体长的增加其舌状绦虫裂头蚴的感染率和平均感染丰度均呈先上升后下降的趋势，但是平均感染强度相差不大，这与Harris M T等[19]研究的舌状绦虫在年龄较小的鲌鱼(Alburnusalburnus)腹腔内感染率逐渐增加，在年龄较大的鲌鱼中逐渐降低的结果较为相似。本研究中尖鳍鮈在1龄～2龄内感染率较高，与Szalai A J等[20]研究的加拿大湖斑尾美洲鱥(Notropishudsonius)在1龄～4龄鱼类宿主中舌状绦虫的感染率呈指数形式增长有差异，这可能与鱼类宿主的生态行为、食性的改变、生活环境[19]有关。造成以上现象的原因可能是较小的鱼主要以甲壳动物为食，而较大的鱼仅仅摄食部分甲壳动物，所以这可能是小鱼的感染率较高的原因之一； 频率分布的方法在近几年的寄生虫宿主相互关系的研究中得到了更进一步的应用和发展。任皓[21]运用频率分布的方法描述寄生虫在宿主种群中的分布。本研究中，L≤6和6 大多数寄生虫的分布类型为聚集分布，该分布类型具有重要的生态学意义，即大量的寄生虫寄生于少数宿主内，因此寄生虫对宿主种群的危害可以降低到最低程度，从而维持了宿主-寄生虫系统的相对平衡[23]。本研究结果显示舌状绦虫裂头蚴种群在额尔齐斯河尖鳍鮈腹腔中呈聚集分布，这与Anderson R M[24]研究的舌状绦虫在欧鳊中呈现聚集分布的结果相符合，聚集分布是寄生虫在宿主种群中最普遍的分布模式，宿主的易感性、寄生虫在宿主体内的直接繁殖、宿主通过免疫反应或其他的反应消灭寄生虫的能力等都可能呈现聚集分布[25]。根据负二项参数的判定标准，K值在0～1内，越趋近于0，聚集强度越高，L>10体长组的聚集程度在4个体长组中最强(0
根据各体长组的扩散性指数表明4个体长组均为聚集分布(I>1)；
负二项参数K显示L>10体长组聚集程度最强(0
2.3 尖鳍鮈各体长组感染舌状绦虫裂头蚴的样本方差与平均密度的关系
3.1 尖鳍鮈腹腔寄生舌状绦虫裂头蚴的感染情况
3.2 尖鳍鮈各体长组腹腔寄生舌状绦虫裂头蚴的感染情况
不同体长的鱥鱼感染舌状绦虫后在湖中的活动范围也不同，患病的小鱥鱼喜欢在湖周边活动，水鸟也习惯在湖周边聚集，导致患病的小鱼极易被水鸟捕食，同时，被感染的小鱥鱼比较大的鱥鱼死亡率高，因而能保持鱥鱼体内舌状绦虫的感染率在1龄～4龄内呈指数型增长。3.3 尖鳍鮈腹腔寄生舌状绦虫裂头蚴的空间分布
