Genotypická diverzita baktérie Midichloria mitochondrii v kliešťoch Ixodes ricinus a Ixodes inopinatus

Tamara Miklušová

Bachelor's thesis

Genotypická diverzita bakterie Midichloria mitochondrii u klíšťat Ixodes ricinus a Ixodes inopinatus

Abstract:

Klíšťata jsou hostiteli komplexního mikrobiomu, přičemž významnou část tohoto mikrobiomu tvoří endosymbiotické bakterie. Jednou z nejrozšířenějších je bakterie Midichloria mitochondrii, která se nachází ve všech hlavních rodech klíšťat veterinárního a lékařského významu. V druzích Ixodes jako je I. ricinus či blízko příbuzný taxon I. inopinatus je tato bakterie fixována na volně žijící dospělé samice. Předchozí studie byly zaměřeny na diverzitu M. mitochondrii mezi různými druhy nebo lokalitami klíšťat pomocí metody multi-lokusového sekvenačního typizování (MLST). Na rozdíl od nich se tato studie zabývá diverzitou této bakterie v závislosti na druhu klíštěte i na místě sklizně. Ve studii jsme se zaměřili na šest předpokládaných polymorfních genů (nuf2, adk, ppdk, lipA, secY, 16S rRNA) M. mitochondrii ve vzorcích klíšťat pocházejících ze tří lokalit (Alžír, Česko a Itálie). Dva z genů (lipA, secY) vykazovaly nulovou variabilitu. Tři geny se ukázaly jako polymorfní a nesly jedno jeden jednokuleotidový polymorfizmus (SNP), které oddělovalo druh I. inopinatus z Alžíru od statných vzorků a byly jediné, které se viditelně lišily od ostatních. Variabilita v genu nuf2 nevykazovala žádnou korelaci s druhem hostitele ani geografickou lokací. Celková genetická variabilita M. mitochondrii se ukázala jako malá, ale populace I. inopinatus ze severní Afriky nesli specifický haplotyp odlišný od ostatních. Pro bližší charakterizaci by bylo vhodné porovnat větší počet vzorků a genů, ideálně provést i analýzu pomocí celogenomového sekvenování.

Abstract:

Ticks possess a complex microbiome, with a significant fraction of this microbiome composed of endosymbiotic bacteria. One of the most widespread is the bacterium Midichloria mitochondrii, detected in all the major tick genera of veterinary and medical significance. In species of Ixodes, such as I. ricinus and the closely related taxon I. inopinatus, is this bacterium fixed in freely living adult females. Previous studies have focused on the diversity of M. mitochondrii among different tick species or locations using multi-locus sequence typing (MLST). In contrast, this study investigates the diversity of this bacterium based on both tick species and collection location. We analyzed six putatively polymorphic genes (nuf2, adk, ppdk, lipA, secY, 16S rRNA) of M. mitochondrii in tick samples from three locations (Algeria, Czech Republic, Italy). Two of the genes (lipA, secY) showed zero variability. Three genes were found to be polymorphic, carrying a single SNP each, that distinguished the I. inopinatus species from Algeria from the other samples and were found to be the only ones apparently different from the rest. Variability in the nuf2 gene showed no correlation with the host species or geographic location. Overall, the genetic variability of M. mitochondrii was small, but populations of I. inopinatus from North Africa carried a specific haplotype distinct from the others. For further characterization, would be necessary to compare a larger number of samples and genes, ideally using whole-genome sequencing.

Abstract:

Kliešte sú hostiteľmi komplexného mikrobiómu, pričom významnú časť tohto mikrobiómu tvoria endosymbiotické baktérie. Jednou z najrozšírenejších je baktéria Midichloria mitochondrii, ktorá sa nachádza vo všetkých hlavných rodoch kliešťov veterinárneho a lekárskeho významu. V druhoch Ixodes ako je I. ricinus či blízko príbuzný taxón I. inopinatus je táto baktéria fixovaná na voľne žijúce dospelé samice. Predošlé štúdie boli zamerané na diverzitu M. mitochondrii medzi rôznymi druhmi alebo lokalitami kliešťov pomocou metódy multi-lokusového sekvenačného typizovania (MLST). Na rozdiel od nich sa táto štúdia zaoberá diverzitou tejto baktérie v závislosti na druhu kliešťa aj na mieste zberu. V štúdií sme sa zamerali na šesť predpokladaných polymorfných génov (nuf2, adk, ppdk, lipA, secY, 16S rRNA) M. mitochondrii vo vzorkách kliešťov pochádzajúcich z troch lokalít (Alžírsko, Česko a Taliansko). Dva z génov (lipA, secY) vykazovali nulovú variabilitu. Tri gény sa ukázali ako polymorfné a niesli jedno SNP ktoré oddeľovalo druh I. inopinatus z Alžírska od statných vzoriek a boli jediné ktoré sa viditeľne líšili od ostatných. Variabilita v géne nuf2 nevykazovala žiadnu koreláciu s druhom hostiteľa ani geografickou lokáciou. Celková genetická variabilita M. mitochondrii sa ukázala ako malá, ale populácie I. inopinatus zo severnej Afriky niesla špecifický haplotyp odlišný od ostatných. Pre bližšiu charakterizáciu by bolo vhodné porovnať väčší počet vzoriek a génov, ideálne previezť aj analýzu pomocou celogenomového sekvenovania.

Keywords

Endosymbionti, Midichloria, klíšťata, Ixodes, MLST

Keywords

Endosymbionts, Midichloria, ticks, Ixodes, MLST

Keywords

Midichloria, kliešte, Ixodes, MLST, Endosymbionti

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2024
• Supervisor: Mgr. Kristýna Hrazdilová, Ph.D.
• Reader: Ondřej Daněk, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme:
Molecular Biology and Biotechnology