Primer reporte de haemosporidios y factores de riesgo asociados en aves rojas de la selva (Gallus gallus) en China

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Mar 20, 2023

Primer reporte de haemosporidios y factores de riesgo asociados en aves rojas de la selva (Gallus gallus) en China

Parásitos y vectores

Parásitos y vectores volumen 15, Número de artículo: 275 (2022) Citar este artículo

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Los hemosporidios aviares infectan tanto a las aves domésticas como a las silvestres y provocan anemia, degeneración aguda de los tejidos y despoblación de las aves silvestres. Se ha informado que las aves de corral y las aves silvestres son reservorios comunes de hemosporidios, pero se dispone de información limitada para las aves rojas de la jungla (Gallus gallus) en China. El presente estudio investigó la prevalencia y la caracterización molecular de los hemosporidios en aves rojas de la selva.

Se recolectaron muestras de sangre de 234 aves rojas de la selva de la ciudad de Jinghong, provincia de Yunnan, y se extrajo ADN genómico de estas muestras. La prevalencia de hemosporidios se determinó mediante PCR anidada dirigida al gen del citocromo b mitocondrial (cytb). La caracterización molecular se investigó con base en el análisis filogenético de las secuencias de cytb y los factores de riesgo asociados se analizaron mediante la prueba de Chi-cuadrado (χ2).

La prevalencia general de haemosporidios fue del 74,8 % (175/234), y se identificaron tres especies, a saber, Haemoproteus enucleator, Leucocytozoon californicus y Plasmodium juxtanucleare. La prevalencia de hemosporidios en aves adultas (81,1 %, 107/132) fue significativamente mayor (χ2 = 6,32, df = 1, P = 0,012) que en juveniles (66,7 %, 68/102). Se revelaron tres nuevos linajes de hemosporidios.

Este estudio examinó la prevalencia y las especies identificadas de hemosporidios aviares en aves rojas de la selva, lo que proporcionó nueva información sobre la epidemiología molecular y la distribución geográfica de los parásitos hemosporidios. Nuestros resultados indicaron una alta prevalencia y una distribución diversa de especies de estos hemosporidios en las aves rojas de la selva. Hasta donde sabemos, este es el primer registro de infección por hemosporidios en aves rojas de la selva en China.

Los hemosporidios aviares son un grupo completo de organismos que contienen cientos de especies [1]. El grupo se ha utilizado durante décadas como modelo para estudiar los mecanismos de transmisión de enfermedades y la coevolución interespecífica [2]. Los haemosporidios de los géneros Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon son grupos diversos de parásitos sanguíneos transmitidos por vectores que abundan en la mayoría de las familias de aves y pueden causar enfermedades [2,3,4]. En la actualidad, hay más de 4000 linajes definidos en base a la secuencia del código de barras del gen del citocromo b mitocondrial (cytb). Aproximadamente 2000 especies de aves pueden infectarse con hemosporidios, y estos parásitos se han encontrado en todas las regiones del mundo excepto en la Antártida, lo que representa una grave amenaza para la salud e incluso la supervivencia de las aves y aves infectadas [5].

Durante muchos siglos desde la domesticación de los pollos, han sido respetados por diferentes culturas en todo el mundo. En comparación con las ovejas, vacas, cerdos y otros animales, el pollo es la fuente preferida de proteína animal. La gallina roja de la jungla (Gallus gallus) ha sido identificada como el ancestro salvaje del pollo doméstico (Gallus gallus domesticus) [6]. Debido al clima cálido y húmedo de la selva tropical, Xishuangbanna es rica en biodiversidad, que es muy adecuada para las gallinas domésticas y sus insectos vectores. Los hemosporidios aviares se transmiten principalmente por insectos chupadores de sangre de dípteros, como mosquitos, jejenes y moscas negras [7, 8]. En las aves de corral, la hemosporidiosis puede provocar manifestaciones clínicas como lesión de múltiples órganos, anemia y pérdida de peso, lo que afecta seriamente los beneficios económicos de la cría de aves [9, 10]. Si no se proporciona un tratamiento preventivo oportuno, se producirán tasas más altas de infección y mortalidad [11, 12].

La información sobre los patrones de distribución de los hemosporidios en aves contribuye a una mejor prevención, control y tratamiento de la hemosporidiosis aviar. Sin embargo, hasta la fecha, existen estudios limitados sobre la infección por hemosporidios en aves rojas de la selva. Por lo tanto, los objetivos principales del presente estudio fueron investigar la prevalencia, la caracterización molecular y los factores de riesgo asociados de los hemosporidios en las aves selváticas rojas utilizando biología molecular y secuenciación de alto rendimiento, evaluando los factores asociados con la infección por hemosporidios en las aves selváticas rojas mediante técnicas de corte transversal. análisis.

El ave de la selva roja es un miembro tropical de la familia de los faisanes y el ancestro directo del pollo doméstico. Con la ayuda del personal del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades Animales de la provincia de Yunnan, Estación de Extensión Técnica para la Cría de Animales y Medicina Veterinaria de la Prefectura Autónoma de Xishuangbanna Dai, desde noviembre de 2020 hasta mayo de 2021, se recolectaron un total de 234 muestras de sangre de aves rojas de la selva en un hábitat de plantación de té en la ciudad de Jinghong (21°27′ ~ 22°36′N, 100°25′ ~ 101°31′E), provincia de Yunnan, suroeste de China. Estos pollos domésticos se dividieron en dos grupos de edad: juveniles y adultos. Las muestras se dividieron en tres grupos según el peso corporal: < 0,5 kg, 0,5–1,0 kg y > 1 kg. Cada muestra de sangre fresca se obtuvo al azar de la vena pterigoideo inferior de cada ave aparentemente sana utilizando un tubo de extracción de sangre al vacío con agentes anticoagulantes, incluido el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). Los tubos de extracción de sangre al vacío que contenían aproximadamente de 2 a 4 ml de muestras de sangre de animales individuales se etiquetaron luego con el sexo, el peso, la edad, el sitio de muestreo y el tiempo de muestreo, y se mantuvieron inmediatamente en bolsas de hielo a -80 °C durante el transporte.

El ADN genómico de cada muestra de sangre se extrajo utilizando un kit de ADN comercial (Tiangen Bio-tech Co., Ltd, Beijing, China) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El ADN genómico extraído se almacenó a -20 °C para su posterior análisis por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La infección por hemosporidios aviares en aves rojas de la selva se detectó mediante amplificación por PCR anidada de un fragmento de 479 pares de bases del gen cytb mitocondrial utilizando cebadores y procedimientos descritos anteriormente [13]. Para la primera PCR se utilizaron los cebadores HaemNFI (5′-CATATATTAAGAGAAITATGGAG-3′) y HaemNR3 (5′-ATAGAAAGATAAGAAATACCATTC-3′). En la segunda PCR se aplicaron dos pares de cebadores: los cebadores HaemNF (5′-ATGGTGCTTTCGATATATGCATG-3′) y HaemNR2 (5′-GCATTATCTGGATGTGATAATGGT-3′), y HaemNFL (5′-ATGGTGTTTTAGATACTTACATT-3′) y HaemNR2L (5 ′-CATTATCTGGATGAGATAATGGIGC-3′). Los productos de amplificación se probaron ejecutando 2 μl del segundo producto de PCR en gel de agarosa al 1,5 % teñido con SYBR Green I y visualizado con UVP GelStudio DNA Gel Documentation Imaging Systems (Analytik Jena Company, EE. UU., https://www.laboratory-equipment. com/uvp-gelstudio-dna-gel-documentation-systems-analytik-jena.html). Se utilizó un control negativo (agua libre de nucleasas) y tres controles positivos para determinar posibles amplificaciones falsas.

Todos los productos de PCR secundarios positivos fueron purificados y secuenciados por Kunming Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. Las secuencias obtenidas se revisaron primero con su gráfico de forma de pico de ADN usando Chromas 2.6. Utilizando MEGA X (Versión 10.2.6, https://www.megasoftware.net/), las secuencias de los productos de amplificación se alinearon con los linajes más similares según el resultado BLAST en la base de datos MalAvi (http://130.235.244.92 /Malavi/blast.html) [5, 14]. Los haplotipos se definieron como nuevos linajes si diferían en un par de bases de los linajes depositados en la base de datos MalAvi (http://mbio-serv2.mbioe kol.lu.se/Malavi). El análisis filogenético se realizó mediante el método de unión de vecinos (NJ) con MEGA X; Se seleccionó el modelo Kimura de 2 parámetros y en este estudio se aplicaron 1000 réplicas de arranque. Los números en los nodos indican el soporte de arranque obtenido al repetir el análisis 1000 veces y se muestran valores superiores al 50%.

La prevalencia de parásitos hemosporidios aviares entre diferentes grupos de aves rojas de la selva según el sexo, la edad, el peso y la temporada de muestreo se calculó mediante pruebas de Chi-cuadrado (χ2) utilizando SPSS 22.0 (IBM Corporation, https://www.ibm.com/cn -zh), y se consideraron estadísticamente significativos si P < 0,05. Los cocientes de probabilidades (OR) y sus intervalos de confianza del 95 % (IC del 95 %) se calcularon y analizaron con GraphPad Prism versión 8.02 para Windows (GraphPad Software, Inc., https://www.graphpad.com/).

Se detectaron Haemosporidios pertenecientes a los géneros Haemoproteus, Plasmodium y Leucocytozoon en aves rojas de la selva (Tablas 1 y 2, Fig. 1). Como se muestra en la Tabla 1, 175 de 234 muestras de ADN dieron positivo para hemosporidios aviares, lo que representa una prevalencia general del 74,8 %.

Árbol filogenético de hemosporidios aviares (Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon) basado en secuencias de cytb. Un linaje de Hepatocystis spp. fue utilizado como un grupo externo. Los nombres de las especies de parásitos y los números de acceso de GenBank se proporcionan en el árbol. Los linajes de parásitos informados en este estudio están marcados con cuadrados azules, puntos verdes y triángulos amarillos, respectivamente. El valor de arranque se muestra cuando el valor es superior al 50%

Entre las muestras positivas para infección por hemosporidios, 107 fueron en aves adultas, con una tasa de infección del 81,1 % (107/132), mientras que la tasa de infección en juveniles fue del 66,7 % (68/102). Se observó una diferencia significativa entre los dos grupos de edad (χ2 = 6,32, df = 1, P = 0,012). La tasa positiva de muestras de sangre recogidas en verano (80,9 %, 106/131) fue superior a la de invierno (67,0 %, 69/103). Según las pruebas de Chi-cuadrado, identificamos los factores de riesgo para la prevalencia de hemosporidios en aves como la edad (OR 0,47, IC 95 % 0,26–0,58, P 0,012) y la estación (OD 2,09, IC 95 % 1,15–3,80, P 0,015). ).

Encontramos infecciones únicas y mixtas por hemosporidios en aves rojas de la selva (Tabla 2). De 175 muestras de sangre que dieron positivo por la técnica de PCR, 153 (153/175, 87,4%) muestras fueron infecciones por un solo patógeno, de las cuales siete muestras fueron infecciones por Haemoproteus, 32 infecciones por Leucocytozoon y 114 infecciones por Plasmodium. Además, hubo 22 (22/175, 12,6%) muestras que eran infecciones mixtas, con 16 muestras infectadas con dos patógenos y seis muestras infectadas con tres patógenos.

El análisis molecular reveló parásitos pertenecientes a tres géneros diferentes: Haemoproteus, Plasmodium y Leucocytozoon (Fig. 1). Los tres linajes de haemosporidia se agruparon con sus linajes genéticamente más similares dentro de los géneros de parásitos correspondientes. Nuestros tres linajes representativos hGALGAL01, lGALGAL01 y pGALGAL01 fueron más similares a H. enucleator, L. californicus y P. juxtanucleare, respectivamente (Fig. 1).

La prevalencia global de hemosporidios en aves rojas de la selva fue del 74,8 % (175/234), que es mucho mayor que la de los gallos de pelea de Tailandia (20,8 %, 52/250) [15], pero menor que la de los pollos domésticos de Nan, en las provincias de Prachinburi y Chachoengsao de Tailandia (79,6 %, 125/157) [16] y en pollos autóctonos de la parte norte central de Nigeria (75,0 %, 81/108) [17]. La razón de esto puede ser la abundancia de vegetación en áreas tropicales, con especies de Culicoides y hemosporidios aviares transmitidos por mosquitos y otros insectos vectores [18, 19]. Además, la razón de la variación en la prevalencia es complicada y muchos factores afectarán la tasa de detección, como el tiempo de muestreo, el grupo de edad, el número de muestreo y las condiciones geográficas [20]. Además, al igual que en estudios previos, la proporción de infección única fue mucho mayor que la de infecciones mixtas [21, 22], y las infecciones mixtas mostraron combinaciones múltiples [23, 24].

Se detectaron hemosporidios aviares en aves juveniles y adultas con tasas de infección del 66,7 % (68/102) y del 81,1 % (107/132) (P 0,012), respectivamente. Estudios previos mostraron que las tasas de infección eran más altas en las aves jóvenes en relación con las adultas, posiblemente debido a la menor resistencia inmunológica en las aves jóvenes [25, 26]. La mayor área de piel desnuda de los pollos domésticos jóvenes los hace más fácilmente accesibles a los vectores patógenos [27]. El peso de las aves rojas de la jungla no pareció contribuir significativamente a la presencia de Haemoproteus spp. infección. Es cierto que muchos estudios han demostrado que las diferentes características del huésped y los factores abióticos son determinantes importantes en una interacción huésped-parásito [28, 29]. Factores como la riqueza de plantas, las especies de vectores, la temperatura y la humedad en los hábitats de aves silvestres contribuyen significativamente a la prevalencia y diversidad de Haemoproteus spp. [30,31,-32].

Los hemosporidios aviares en las aves son genéticamente diversos [33, 34]. El gen Haemoproteus representativo (número de acceso OM965002) está estrechamente relacionado con Haemoproteus spp. en aves de la India (99-100% de similitud) [34]. El linaje detectado en el presente estudio es nuevo y puede ser un linaje novedoso de aves rojas de la selva. Revelamos que los linajes conocidos y novedosos encontrados en este estudio tienen transmisión biológica en China y pueden transmitirse a otras aves.

Usando un enfoque molecular basado en PCR, el presente estudio reveló la alta prevalencia (74,8%) y especies de hemosporidios aviares en aves rojas de la selva de diferentes sexos y edades de la provincia de Yunnan, suroeste de China. Se identificaron tres especies (H. enucleator, L. californicus y P. juxtanucleare). Este es el primer registro de infección por hemosporidios aviares en aves rojas de la selva en China, lo que amplía el rango de hospedantes y la diversidad genética de los hemosporidios aviares y tiene implicaciones para el control de la infección por hemosporidios aviares en aves rojas de la selva.

Los conjuntos de datos que respaldan los hallazgos de este artículo se incluyen dentro del artículo. Las secuencias de nucleótidos representativas obtenidas en este estudio se depositaron en GenBank con los números de acceso OM965002–OM965004.

Gen del citocromo b

Razones de probabilidades

Intervalos de confianza

Reacción en cadena de la polimerasa

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Nos gustaría agradecer a Sangon Biotech (Shanghai) por la asistencia técnica.

Este trabajo fue apoyado por los Proyectos de Investigación Fundamental de Yunnan (Subvención No. 202101AU070064, 202201AT070067), el proyecto de fondo de investigación Científica del Departamento de Educación de la Provincia de Yunnan (Subvención No. 2022J0011), el Equipo de Innovación en Salud Pública Veterinaria de la Provincia de Yunnan (Subvención No. 202105AE160014), y el Fondo para el "Proyecto 1331" de Shanxi (Subvención No. 20211331–13). Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio; en la recopilación, análisis o interpretación de datos; en la redacción del manuscrito, o en la decisión de publicar los resultados.

Centro de Recursos e Investigación Animal, Universidad de Yunnan, Kunming, Provincia de Yunnan, 650500, República Popular China

Zhao Li, Xiao-Xia Ren, Yin-Jiao Zhao, Lian-Tao Yang y Qi-Shuai Liu

Laboratorio Estatal Clave de Conservación y Utilización de Bio-Recursos en Yunnan, Centro de Ciencias de la Vida, Escuela de Ciencias de la Vida, Universidad de Yunnan, Kunming, Provincia de Yunnan, 650500, República Popular de China

Zhao Li, Xiao-Xia Ren, Yin-Jiao Zhao, Lian-Tao Yang y Qi-Shuai Liu

Centro de la Provincia de Yunnan para el Control y la Prevención de Enfermedades Animales, Kunming, Provincia de Yunnan, 650201, República Popular China

Bo-fang Duan

Estación de extensión técnica de la prefectura autónoma de Xishuangbanna Dai para la cría de animales y la medicina veterinaria, Jinghong, provincia de Yunnan, 666100, República Popular de China

Na Ying Hu

Laboratorio Clave de Salud Pública Veterinaria de la Provincia de Yunnan, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Agrícola de Yunnan, Kunming, Provincia de Yunnan, 650201, República Popular China

Zhao Li, Feng-Cai Zou, Xing-Quan Zhu y Jun-Jun He

Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Agrícola de Shanxi, Taigu, Provincia de Shanxi, 030801, República Popular China

Zhao Li y Xing-Quan Zhu

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ZL y QSL concibieron y diseñaron el estudio, y JJH y XQZ revisaron críticamente el manuscrito. ZL, XXR, YJZ y LTY realizaron el experimento, ZL analizó los datos y redactó el manuscrito. ZL, BFD y NYH realizaron la recolección de muestras. JJH, FCZ, XQZ y QSL ayudaron en la implementación del estudio. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia con Zhao Li, Jun-Jun He o Qi-Shuai Liu.

El protocolo del presente estudio fue revisado y aprobado por el Comité de Ética y Bienestar Animal de la Universidad de Yunnan. Todas las muestras de sangre se recolectaron de aves rojas de la selva después de obtener el permiso de los avicultores y los departamentos de gestión funcional sin otras autoridades, y todos los procedimientos se realizaron en estricta conformidad con los requisitos legales de los Procedimientos y directrices de ética animal de la República Popular de China. Se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento de las aves.

No aplica.

Los autores declaran que no tienen intereses contrapuestos. El coautor, el Prof. Xing-Quan Zhu, se desempeña como editor de temas de la sección "Genética, genómica y proteómica de parásitos" de Parásitos y vectores.

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Reimpresiones y permisos

Li, Z., Ren, XX., Zhao, YJ. et al. Primer reporte de haemosporidios y factores de riesgo asociados en aves rojas de la selva (Gallus gallus) en China. Vectores de parásitos 15, 275 (2022). https://doi.org/10.1186/s13071-022-05389-2

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Recibido: 07 Abril 2022

Aceptado: 28 junio 2022

Publicado: 01 agosto 2022

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-022-05389-2

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