海洋轮虫的寄生虫:新血统Dinokaryotic甲藻(沟鞭藻纲)

文摘

为不同的原生生物的腰鞭毛虫感染已报告和动物宿主。我们报告,第一次腰鞭毛虫寄生虫和轮虫宿主之间的关系,初步Synchaetasp。(轮虫纲),收集到港的瓦伦西亚,地中海西北。轮虫含有一个孢子囊与100 - 200具鞘的dinospores发展分析,通过palintomic孢子形成。这种腰鞭毛虫形成一个新的和发散dinokaryotic甲藻fast-evolved谱系分支。

1。介绍

蜂窝状的(或Alveolata)原生生物的主要血统分为三个主要类群:纤毛虫,apicomplexans和鞭毛藻类。分子系统学已确认几个形态识别寄生虫血统(perkinsids、ellobiopsids euduboscquellids(海洋蜂窝状的组织我),和syndineans(海洋蜂窝状的组织II)]之间的分支apicomplexans(只动物寄生虫)和“核心”甲藻(dinokaryotes) [1- - - - - -3]。大约90种“核心”甲藻(dinokaryotes)和几乎所有的基底鞭毛藻类能够寄生虫感染一系列广泛的原生生物的和动物宿主(4- - - - - -7]。

基于分子系统学研究中,属PaulsenellaChatton,Amyloodiniume·布朗& Hovasse,Tintinnophagusd . w .外套相同分支的进化枝和寄生于宿主的不同类群(硅藻、鱼类和纤毛虫,resp。) (8]。桡脚类动物的寄生虫的卵ChytriodiniumCachon & Cachon-Enjumet和Dissodiniumg . a . Klebs密切相关和分支独立生存的物种之一9,10]。桡足类的寄生虫BlastodiniumChatton chloroplast-containing和异养的物种,并不总是一个单源组在四rDNA的发展史11]。寄生虫OodiniumChatton和HaplozoonDogiel合作过形式独立血统那其它鞭毛藻类(没有明显关系12]。在这项研究中,我们描述了一种新的血统的鼻窦寄生腰鞭毛虫很大程度上不同于其他已知的鞭毛藻类。这项研究还扩展了寄生的宿主范围甲藻在轮虫感染的第一个例子。

2。材料和方法

2.1。采样和显微观察

浮游生物样本收集从表面使用浮游植物净(20μ网格大小)于2011年3月30日,瓦伦西亚,港口的NW地中海(39°27′38.13′′N, 0°19′21.29′′W,水柱水深4米)通过浮游植物净(20μ米筛孔尺寸)。生活,集中样本检查在Utermohl室与倒置显微镜放大×100(尼康Eclipse T2000)和奥林巴斯DP71数码相机拍摄。受感染的主机被拍到,然后用细毛细管微量吸移管到清洁房间和洗几次在一系列的0.2滴μ米海水过滤和消毒。通过显微镜观察之后,包含dinospores坏了的孢子囊和dinospores被放置在一个0.2毫升管装满了几滴绝对乙醇。

2.2。PCR扩增和测序

样品含有寄生虫dinospores乙醇保存在室温和在黑暗中,直到分子分析可以执行。PCR之前,样品管离心机,乙醇蒸发一夜之间把管子在室温下干燥器。然后30μL无菌DNase-free水添加到样品管和样品是用通过三个十秒脉冲的输出设置1.0 [8]使用Virsonic 600超声发生器(SP科学、加德纳,纽约)配备了microtip。10毫升的原油细胞溶解产物用于聚合酶链反应(PCR)扩增。四rDNA是放大使用底漆EukA和EukB [13]。在25日进行PCR扩增μ包含1.25 L反应体积单位Biotaq聚合酶(Bioline试剂有限公司,英国伦敦),MgCl缓冲区提供聚合酶₂在3.0毫米,核苷酸在1.6毫米,1.0毫米的正向和反向引物。PCR是运行在一个T100热循环(Bio-Rad实验室、大力神、CA)在下列条件:初始变性(94°C / 2分钟);35周期的变性(94°C / 15秒),退火(57 30°C / s)和扩展(72°C / 2分钟);最后扩展(72°C / 7分钟)。PCR产物纯化使用Illustra GFX PCR DNA和凝胶净化设备(通用电气医疗集团,小都,英国)和双向测序ABI3730xl音序器(Macrogen欧洲,荷兰阿姆斯特丹)使用相同的引物用于PCR和额外的内部引物Ask12F和Ask2R [12];ND2F和ND9R14];528 f - 1055 r (15];和1209 f (16]。排列的顺序读取和组装使用软件ChromasPro 1.75 (Technelysium,布里斯班,澳大利亚)。新生成的序列存入DDBJ / EMBL的基因库下加入KT008058数量。

2.3。系统发育分析

分析(Dinokaryota树)组成序列dinokaryotes最类似于轮虫的寄生虫通过爆炸确定搜索(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi;(17])。此外,多种dinokaryotes序列和两个syndinians包括针对包括物种的共生生物共生和寄生dinokaryote属的序列。两个perkinsid序列作为外群。最后矩阵含有65序列。

序列对齐使用Clustal X v2.1 [18),含糊不清地对齐网站被使用Gblocks [19)与参数设置较严格的条件(最小数量的侧翼序列位置:28日;一块的最小长度:5;允许间隙一半位置)。最后四rDNA序列的比对横跨超过1716个职位。贝叶斯的进化树构建了MrBayes v3.2 [20.]。MrBayes设置最佳模型(GTR + I + G)选择通过AIC MrModeltest 2.3 [21]。四个同时蒙特卡罗随机树的马尔可夫链运行总共2000000代在两个平行运行。树是采样每100代,第一个2000棵树(老化)丢弃之前计算后验概率,构建贝叶斯共识树。

3所示。结果

包含积极的主机移动dinospores观察是不能移动的沉降室的底部。主机的尺寸是135μ50米的长度和μ米宽度(图1(一)-1(d))。主机支持的一系列移动细丝,解释为被电晕的纤毛和刚毛,造成水流进主人的嘴里(见视频在网上补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2015/614609,http://youtu.be/WosjATyy1DE)。尾侧,生物体表现出与一个指出脚趾和脚边刺激或残留脚趾(数字1(一)和1(c))。主人的形态高度变形的寄生虫。然而,一般的外观,刷毛的存在,和一个脚趾表明主机轮虫,初步认定为一个小属的物种Synchaeta埃伦伯格。

芽孢囊是位于消化道内的主机和凸现。芽孢囊的形状是椭圆形(90μ米长,60μ米宽)。dinospores的数量从100年到200年不等。我们没有观察到dinospores形成链。受感染的主机是放在一个干净的室和在操纵孢子囊和dinospores分散。我们没有观察到任何滋养细胞或其他细胞分化的寄生虫;我们只观察游动孢子。所有的dinospores显示类似的成熟程度表明palintomic孢子形成。

Dinospores与一个锥形epitheca椭球凸轮廓黑洞洞的瓣环和顶点是圆的。epitheca略大的半球形抵押权(数字1(e) -1(j))。扣带略postmedian和深。dinospores是11μ米长和7μ米宽的瓣环水平。细胞显示折射的夹杂物。一般的外观像一个伸长的细胞Heterocapsa pygmaea境Loebl。,R.J. Schmidt & J.L. Sherley. Each dinospore possessed two dissimilar flagella, and they moved actively inside the sporangium and from the time when they were released (see video in Supplementary Material,http://youtu.be/WosjATyy1DE)。

一个几乎完全四rDNA序列(1721个碱基对)dinospores。爆炸搜索新的序列进行了基因库中找到相关的序列数据库。然而,相似性很低在所有情况下(最高82%)。我们首先研究了半导体存储器的系统发育地位rDNA系统树与不同代表的蜂窝状的血统,毫不含糊地把这种寄生虫在dinokaryotic血统(数据没有显示)。然后,我们研究了使用数据集,包括序列的系统发育地位其他寄生甲藻和dinokaryotic血统的不同表示(图2)。在贝叶斯共识树,四rDNA发展史表明,新测序物种dinokaryotic甲藻中形成了一个独特的血统。然而,它是不可能找到任何这种寄生虫的基因特征的近亲。

4所示。讨论

寄生鞭毛藻类在几乎所有的已报告远洋后生动物门(4- - - - - -6]。轮虫主要是代表在淡水环境中,只有约14%(254分类群)是海洋生物22]。许多轮虫物种生活在共生关系,包括真正的寄生虫危害宿主(23]。另一方面,淡水轮虫通常被寄生真菌感染(24]。然而,我们所知没有感染甲藻的记录。

轮虫宿主是高度变形的一般外观的成熟的孢子囊。主机显示了相似的成员Synchaeta,属地中海沿海水域的NW (25]。主机(135的长度μ米长)同意的范围Synchaeta neapolitanaRousselet或美国塞西莉亚Rousselet,两个物种的特征是一个减少脚趾(25]。尾的主机,指出脚趾和一个小横向和斜刺激,更接近美国neapolitana(数据1(一)和1(c))。

开发的寄生虫从轮虫中伸出的孢子囊身体层面的消化道。这表明dinospore在消化道吸收和发展或体腔的轮虫。缺乏记录腰鞭毛虫感染轮虫可能是由于海洋轮虫收到的关注更少比淡水同行和/或由于这些体内寄生虫感染的早期阶段是错误的与肠道内容或轮虫的卵黄腺。寄生虫的检测更容易当孢子囊突出从主机。

这轮虫的寄生虫显示表面的相似之处Chytriodinium(26]。后者产生球形芽孢囊开发外部主机。相比之下,孢子囊的轮虫的寄生虫是椭圆形在主机和发达。的dinosporesChytriodinium未武装的,他们形成了一个链,直到孢子囊的膜坏了。的刚性轮廓dinospores表明这轮虫的寄生虫是一种具鞘的形式。我们没有观察dinospores链。然而,我们也不能排除,在这个发展阶段dinospores已经分开。这两个Chytriodinium和轮虫的寄生虫似乎共享一个共时除palintomic孢子形成。轮虫的寄生虫,以及Haplozoon和Oodinium、与其他已知的甲藻四rDNA的发展史。轮虫的寄生虫,类似的系统发育地位Haplozoon和Oodinium特点是长分支。他们都代表fast-evolved dinokaryotes没有任何已知的近亲(图2,(12])。

核心甲藻中寄生物种的比例很低的比例(3%)和寄生甲藻的至少一个DNA序列可以很低(7%,7,27])。这很可能是因为困难进行形态学研究与小的和积极dinospores移动。寄生虫,尤其是体内寄生虫,只是在最后阶段的很容易被感染,这是一个只有短生命周期的寄生虫。这项研究是第一个记录的寄生腰鞭毛虫感染轮虫,并建议一个新的“核心”甲藻血统。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

费尔南多·戈麦斯得到了巴西慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(批准号以下是370646/2013-14)。阿尔夫Skovgaard通过成本项目的外国支持,提高水产养殖优质鱼苗生产,由丹麦战略研究委员会资助(批准号10 - 093522)。

补充材料

引用

1. a . Skovgaard r . Massana诉Balague, e . Saiz”的系统发育地位copepod-infesting寄生虫Syndinium涡轮(Dinoflagellata Syndinea)。”原生生物,卷156,不。4、413 - 423年,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. a . Harada s Ohtsuka和t . Horiguchi寄生属的物种Duboscquella神秘的海洋蜂窝状的小组的成员我,”原生生物,卷158,不。3、337 - 347年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. f·戈麦斯,a . Nowaczyk p·洛佩斯-加西亚和d . Moreira”甲壳纲动物寄生虫EllobiopsisCaullery 1910ThalassomycesNiezabitowski 1913组成一个单元内不同的进化枝Alveolata,”系统的寄生虫学,卷74,不。1,第74 - 65页,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. j . Cachon和m . Cachon“寄生甲藻、”钩鞭藻的生物学埃德·f·j·r·泰勒,页571 - 610,布莱克威尔出版、牛津大学,英国,1987年。视图:谷歌学术搜索
5. d . w .外套,“海洋甲藻、寄生生活方式”真核微生物学杂志,46卷,不。4、402 - 409年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. s . Ohtsuka k Nagasawa, k . Gejima“回顾海洋浮游动物的寄生虫,”日本的浮游生物学会公报卷,47号1,硕士论文,2000页。视图:谷歌学术搜索
7. f·戈麦斯,”生活方式的定量评估,生境与营养的多样性甲藻(Dinoflagellata Alveolata)”系统学和生物多样性,10卷,不。3、267 - 275年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. d . w .外套,金正日,t·r·Bachvaroff s . m .方便,c . f . Delwiche。”Tintinnophagus acutusn g。,n. sp. (Phylum Dinoflagellata), an ectoparasite of the ciliateTintinnopsis cylindrica1887年Daday,和它的关系Duboscquodinium collini1952年格拉斯,”真核微生物学杂志卷,57号6,468 - 482年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. K.-Y。金,m . Iwataki学术界。金”,分子系统发育关系Dissodinium pseudolunula,Pheopolykrikos hartmannii,Polykrikoscf。schwartzii和Polykrikos kofoidii来Gymnodinium美国这篇物种(沟鞭藻纲),”Phycological研究卷,56号2、89 - 92年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. f·戈麦斯和a . Skovgaard”分子系统学的寄生腰鞭毛虫Chytriodinium在Gymnodinium进化枝(Gymnodiniales沟鞭藻纲),“真核微生物学杂志,卷62,不。3、422 - 425年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. a . Skovgaard s a·卡尔波夫和l . Guillou统计“寄生鞭毛藻类Blastodinium种虫害栖居于肠道的海洋浮游桡足类:形态、生态、和未识别的物种多样性。”微生物学前沿2012年,3卷,第305条。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. f·戈麦斯和a . Skovgaard”的模式种的分子系统学Oodinium1912 Chatton (Dinoflagellata: Oodiniaceae),与non-dinokaryotic字符高度发散寄生腰鞭毛虫,”系统的寄生虫学,卷90,不。2、125 - 135年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. l . Medlin h·j·埃尔伍德,s . Stickel和m, l·索金说”的特征酶放大真核16 s rRNA-coding地区,”基因,卷71,不。2、491 - 499年,1988页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. f . Ekelund n . Daugbjerg和l . Fredslund”的发展史Heteromita,Cercomonas和Thaumatomonas基于四rDNA序列,包括的描述Neocercomonas jutlandicasp. 11月,11月将军。”欧洲原生生物学杂志,40卷,不。2、119 - 135年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. h·j·埃尔伍德·g·j·奥尔森,m, l·索金说“small-subunit核糖体RNA基因序列hypotrichous纤毛虫Oxytricha新星和Stylonychia pustulata”,分子生物学与进化,卷2,不。5,399 - 410年,1985页。视图:谷歌学术搜索
16. s . j . Giovannoni e . f . DeLong g·j·奥尔森和n . r .速度,“系统发育与oligodeoxynucleotide探针识别单个微生物细胞,”细菌学期刊,卷170,不。2、720 - 726年,1988页。视图:谷歌学术搜索
17. s . f . Altschul t·l·马登a·a·谢弗et al .,“豁裂的爆炸和PSI-BLAST:新一代的蛋白质数据库搜索项目,“核酸的研究,25卷,不。17日,第3402 - 3389页,1997年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. m·a·拉金g . Blackshields n . p .布朗et al .,“Clustal W和Clustal X 2.0版本,”生物信息学,23卷,第2948 - 2947页,2007年。视图:谷歌学术搜索
19. j·卡斯特雷萨纳”,选择从多个比对守恒的块的使用在系统分析中,“分子生物学与进化,17卷,不。4、540 - 552年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. j.p. Huelsenbeck和f . Ronquist MrBAYES:贝叶斯推理的系统发育树,”生物信息学,17卷,不。8,754 - 755年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. j·a·a·尼兰德“MrModeltest v2”, 2004年,https://www.abc.se/尼兰德/ mrmodeltest2 / mrmodeltest2.html。视图:谷歌学术搜索
22. d . Fontaneto w·h·迪斯美特,c·里奇”轮虫在海水环境中,不显眼的分类单元的重新评估,”英国海洋生物学协会的杂志,卷86,不。4、623 - 656年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. l .可能“Epizoic和寄生轮虫”,Hydrobiologia卷,186 - 187。1,59 - 67年,1989页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. c·g·威尔逊和p·w·谢尔曼,“以往无性蛭形轮虫逃脱致命真菌寄生虫通过干燥、吹走,“科学,卷327,不。5965年,第576 - 574页,2010年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. c·鲁吉尔r . Pourriot和t . Lam-Hoai”属Synchaeta(轮虫)地中海西北部沿海泻湖(Etang德肖、法国):分类和生态的言论。”Hydrobiologia卷,436年,第117 - 105页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. f·戈麦斯,d . Moreira和p·洛佩斯-加西亚”,生命周期和分子系统学的鞭毛藻类Chytriodinium和Dissodinium体外寄生虫,桡脚类动物的蛋,”欧洲原生生物学杂志,45卷,不。4、260 - 270年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. f·戈麦斯,“有问题的偏见的可用性在原生生物分子标记:鞭毛藻类的例子,”Acta Protozoologica,53卷,不。1,第75 - 63页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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