Исследование вертикальной и горизонтальной передачи спироплазм у клещей в лабораторных условиях.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13265 (2023) Цитировать эту статью

233 доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Многие членистоногие являются носителями бактериальных симбионтов, которые поддерживаются за счет вертикальной и/или горизонтальной передачи. Спироплазма — один из самых известных симбионтов клещей и других членистоногих. До сих пор неясно, как инфекция спироплазмы распространилась в популяциях клещей, несмотря на ее высокую распространенность среди некоторых видов клещей. В этом исследовании Ixodes ovatus, который, как сообщается, является носителем Spiroplasma ixodetis на высоких частотах, был исследован на предмет его потенциала вертикальной передачи в экспериментальных условиях. Затем два изолята спироплазмы, полученной от клещей, S. ixodetis и Spiroplasma mirum, были экспериментально инокулированы в свободные от спироплазмы колонии Haemaphysalis longicornis и проверено наличие спироплазмы в их яйцах и личинках. Наши экспериментальные данные подтвердили, что S. ixodetis передавался яйцам и личинкам вертикальным образом у исходного хозяина I. ovatus. Во втором эксперименте не было существенной разницы в набухшем весе, весе яиц и скорости вылупления между инокулированными Spiroplasma и контрольными группами H. longicornis. Это позволило предположить, что заражение спироплазмой не влияет на размножение клещей. ДНК спироплазмы была обнаружена только в яйцах и личинках, полученных от некоторых особей из групп, инокулированных S. ixodetis. Это продемонстрировало потенциал горизонтальной передачи между различными видами клещей. Эти результаты могут помочь понять динамику передачи спироплазмы в природе и механизм ее адаптации к видам членистоногих.

Иксодовые клещи являются кровососущими эктопаразитами позвоночных животных, их около 700 видов распространены по всему миру1. Они служат переносчиками многих патогенов и вызывают серьезные глобальные проблемы общественного здравоохранения и ветеринарии2,3. Иксодовые клещи прикрепляются к своим хозяевам на несколько дней или недель, питаясь кровью. В зависимости от количества хозяев, которые они заражают за жизненный цикл, их разделяют на одно-, двух- и треххозяинных клещей. Клещи с одним хозяином прикрепляются к одному хозяину в течение своего жизненного цикла, а клещи с двумя и тремя хозяевами покидают хозяина после питания и линяют в окружающей среде между стадиями 4,5,6,7,8.

Термин «симбиоз» был впервые определен в 1879 году для описания состояния, при котором разные виды живут вместе в тесной ассоциации9. Симбиотические отношения важны в биологических процессах и экологических системах10. В природе симбиотические отношения между бактериями и членистоногими хорошо известны и широко изучаются10. Симбионты используют разные стратегии передачи, чтобы выжить в своих хозяевах11. Некоторые симбионты, такие как Wolbachia и Arsenophonus, передаются вертикально от членистоногих-хозяев12. В то же время другие используют горизонтальные пути передачи, например, заражаясь от окружающей среды или от инфицированных особей своего вида или других видов13,14. В некоторых случаях сочетание нескольких путей заражения создает сложную динамику передачи в природе15,16. Доминирующей формой передачи эндосимбионтов является вертикальная передача, которая происходит преимущественно от матери к потомству17. Некоторые симбионты насекомых демонстрируют специализированные стратегии передачи, например, через родительские выделения после откладки яиц18.

Представители рода Spiroplasma представляют собой спиральные бактерии, у которых отсутствуют клеточные стенки. По оценкам, 5–10% членистоногих являются носителями спироплазмы в качестве своих симбионтов19,20. Многие виды спироплазм сохраняют инфекцию у своих хозяев посредством вертикальной передачи21. У дрозофилы спироплазма использует механизм поглощения желтка для перемещения в зародышевую линию для вертикальной передачи22. Недавно было обнаружено, что некоторые из этих спироплазм, передающихся вертикально, обеспечивают защиту от нематод, паразитоидных ос и грибов своим хозяевам21. Хотя вертикальная передача спироплазмы подтверждена у некоторых видов21, филогенетические исследования показали плохую кластеризацию спироплазмы, в том числе от одного и того же вида-хозяина. Это говорит о том, что горизонтальная передача между несвязанными хостами происходит часто21,23,24.