转基因羊对体表吸血蜱的生物学特性影响

周勇志，曹 杰，赵雅琳，张厚双，周金林

（1.中国农业科学院上海兽医研究所 农业部动物寄生虫学重点开放实验室，上海200241；2.青岛森淼生物技术研究所，青岛266061）

·简报·

转基因羊对体表吸血蜱的生物学特性影响

周勇志1，曹 杰1，赵雅琳2，张厚双1，周金林1

（1.中国农业科学院上海兽医研究所 农业部动物寄生虫学重点开放实验室，上海200241；2.青岛森淼生物技术研究所，青岛266061）

本文对转基因动物养殖基地的3种不同的转基因山羊（转人β-干扰素、人抗凝血酶Ⅲ和乙肝表面抗原基因）与野生型山羊体表吸血蜱的生物学特性进行比较研究，分析了蜱的种类、感染率、感染强度、饱血雌蜱的产卵量和幼蜱孵化率，以及第二代蜱实验条件下生长发育数据，从而探索转基因羊对环境生物的安全评估。结果发现，与野生型羊群比较，转基因羊群对体表吸血蜱的侵袭能力和吸血后各项生长发育的生物学特征无显著影响。

转基因羊；蜱；生物学特性

动物转基因技术在遗传育种、生物制药、器官移植和疾病模型等方向的运用发展迅速。与此同时，其安全性也引起了广泛关注。转基因生物及其产品的安全性包括两个方面，一是转基因生物环境释放或商业化使用带来的环境安全性，也即生态安全性；二是转基因食品的安全性[1]。转基因生物的环境或生态安全风险，在转基因植物研究上已受到极大重视，但转基因家畜与转基因农作物相比研究滞后。家畜与植物的生存环境和生理特点不同，其影响安全性的因素也有差异。由于转基因家畜的饲养管理方式，其对环境产生的威胁似乎远低于转基因植物，但转基因家畜可以通过畜体（舍）内的其他动物，如吸血节肢动物（蚊、蜱、蝇）、体内寄生微生物以及老鼠等，以及排泄物等途径对环境或生态造成安全风险，因而建立转基因动物发生环境或生态安全评价方法十分迫切[2]。

蜱是动物体表最常见的一种吸血寄生虫，也经常侵袭人。其生活史包括卵、幼蜱、若蜱和成蜱4个期，卵经过一定时间的胚胎发育期而孵化出幼蜱，吸血后蜕皮变成若蜱，若蜱经吸血蜕皮变为成蜱，成蜱吸血后产卵[3]。蜱以吸血为生，是动物最直接关联的环境生物之一。转基因动物血液直接进入蜱体内，对其生长发育等生物学特征有无影响可作为转基因动物对环境生物安全评价的一个参考指标。本研究借助青岛森淼实业公司的转基因羊资源[4,5]，对转人β-干扰素、人抗凝血酶Ⅲ、乙肝表面抗原基因的3种转基因羊群，开展转基因羊对体表吸血蜱的侵袭能力和吸血后各项生长发育等生物学特征影响的研究，以期探索转基因羊环境安全性评估的具体方法。

1 材料与方法

1.1 转基因羊群与蜱种类野生型山羊、转乙肝表面抗原基因羊、转人β-干扰素转基因羊、转人抗凝血酶Ⅲ转基因羊群由青岛森淼实业有限公司转基因动物养殖基地培育饲养[4,5]，在圈舍及活动区常见体表寄生虫（蜱）侵袭和寄生。不同季节采集转基因羊群体表吸血的蜱和圈舍及活动区内的蜱，通过形态学和生物学特点进行种类鉴定[3]。

1.2 羊群蜱的感染率和感染强度在2009、2010年的3～11月（蜱的感染季节），对基地野生型羊群（102只）以及人β-干扰素（23只）、人抗凝血酶Ⅲ（50只）、乙肝表面抗原（32只）转基因羊群，分别检查、采集羊的体表吸血蜱，统计羊群感染率和感染强度。

1.3 饱血雌蜱的产卵情况和幼蜱孵化率采集4组羊群的体表饱血雌蜱后，每组随机挑选体重接近的20只饱血雌蜱，称取饱血重量，在实验条件下观察产卵数量和幼蜱孵化率。

1.4 第二代蜱的生长、发育和蜕皮等生物学变化转基因羊体的蜱在实验室内繁殖饲养[6]，经产卵并孵化成幼蜱后，通过实验室兔体饲血和培养，观察幼蜱、若蜱和成蜱3个阶段的吸血时间和蜕皮或产卵情况，比较第二代蜱的生长、发育和蜕皮等生物学特性变化。

1.5 数据处理采用SPSS 11.5统计软件对各组进行t检验分析，P＜0.05为差异具有显著统计学意义。

2 结果与讨论

2.1 蜱的种类采集青岛森淼实业有限公司转基因动物养殖基地羊群体表吸血的蜱，以及圈舍和活动区内的蜱，发现蜱感染普遍。通过形态学和生物学特点进行种类鉴定，发现该基地蜱为单一种，为我国广泛分布的主要硬蜱种类—长角血蜱（Haemaphysalis longicornis），并且属于孤雌生殖种群[7]（图1）。

图1 采集的长角血蜱形态Fig.1 Morphology of Haemaphysalis longicornis

2.2 蜱的感染率和感染强度采集检查羊的体表吸血长角血蜱，统计羊群感染率和感染强度。结果如表1所示，野生型山羊和三组转基因羊群蜱的感染率都为100%；野生型山羊以及转人β-干扰素基因、抗凝血酶Ⅲ基因、乙肝表面抗原基因羊群的平均感染强度分别为104～373只、128～383只、117～387只和97～367只，统计学分析显示，各组间无显著差异，表明转基因羊对吸血长角血蜱的感染侵袭无显著影响。

表1 不同羊群长角血蜱的感染率和感染强度Table1 Infection rate and intensity of ticks in different goat groups

2.3 饱血雌蜱的产卵情况和幼蜱孵化率采集4组羊群的体表饱血雌蜱后，在实验条件下观察产卵数量和幼蜱孵化率，结果如表2显示，正常羊群以及转人β-干扰素、抗凝血酶Ⅲ、乙肝表面抗原基因羊群体表饱血雌蜱的每100 mg体重产卵量数分别为643.4、629.5、632.7和641.9个，卵均100%孵化成幼蜱，各组间无显著差异，表明转基因羊对体表吸血长角血蜱的产卵和幼蜱孵化没有影响。

表2 不同羊群饱血雌蜱的产卵量和 卵孵化率Table2 Egg laying amount and the hatch rate of eggs of engorged female ticks from different goat groups

2.4 第二代蜱的生长、发育和蜕皮特性通过实验室兔体饲血和培养，各组孵化的长角血蜱幼蜱、若蜱和成蜱3个阶段的吸血时间、蜕皮或产卵情况如表3所示，与对照相比，各转基因组二代蜱均无明显的生长发育等生物学改变。

表3 不同羊群第二代蜱的生长发育特性比较Table3 Comparison of growth and development of the next generation ticks from different goat groups

本研究通过与基地野生型羊群的比较研究，分析感染蜱的种类、感染率、感染强度、饱血雌蜱的产卵量和幼蜱孵化率，以及第二代蜱实验条件下的生长发育数据，发现3种转基因羊群对蜱的侵袭能力和吸血后各项生长发育的生物学特征无影响，初步探索了一种转基因动物对环境生物安全性评估的方法。转基因动物的安全性评估还是一项新的工作[8]，安全性结论需要长周期、全方位的研究才能获得，相关工作还需要进一步深入开展。

[1] 施巧婷, 魏成斌, 李建林, 等.转基因生物的安全性[J].中国农学通报, 2009, 25(22)∶ 66-70.

[2] 魏庆信, 刘西梅, 乔宪凤, 等.转基因家畜对环境和食品的安全性分析及应对策略[J].生物技术通报, 2010, 9∶21-24.

[3] 邓国藩, 姜在阶.中国经济昆虫志, 第三十九册, 蜱螨亚纲 硬蜱科[M].北京∶ 科学出版社, 1991∶ 5-14.

[4] 邹贤刚, 袁三平, 鲜建, 等.转基因克隆奶山羊大量生产重组人的抗凝血酶Ⅲ蛋白质(rhATⅢ)[J].生物工程学报, 2008, 24(1)∶ 117-123.

[5] 赵雅琳, 罗坚.人抗凝血酶Ⅲ 转基因羊的外源基因漂移风险分析[J].现代生物医学进展, 2010, 10(21)∶ 4004-4008.

[6] 周金林, 周勇志, 龚海燕, 等.我国长角血蜱孤雌生殖种群的发现和生物学特性的研究[J].中国媒介生物学及控制杂志, 2004,15(3)∶ 173-174.

[7] 周勇志, 曹杰, 龚海燕, 等.长角血蜱孤雌生殖与两性生殖种群的COI基因序列的特征性差异[J].中国动物传染病学报, 2013, 21(6)∶ 39-42.

[8] 余大为, 朱化彬, 杜卫华.家畜转基因育种研究进展[J].遗传, 2011, 33(5)∶ 459-468.

OBSERVATIONS ON BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF BLOOD FEEDING TICKS IN TRANSGENIC GOATS

ZHOU Yong-zhi1, CAO Jie1, ZHAO Ya-lin2, ZHANG Hou-shuang1, ZHOU Jin-lin1
(1.Key Laboratory of Animal Parasitology of Ministry of Agriculture, Shanghai Veterinary Research Institute, CAAS, Shanghai 200241, China; 2.Qingdao Samuels Biotechnology Research Institute, Qingdao 266061, China)

In the present study, the biological characteristics of ticks collected from three kinds of transgenic goats and non-treated goats were observed to evaluate if genetic modification had imposed ecological/environmental risks on ticks.These transgenic goats carried either human β-Interferon gene, or Antithrombin, or hepatitis B virus surface antigen gene.The biological characteristics of ticks investigated included species, infestation rate and intensity, oviposition of engorged females, egg hatch rate, and effect on growth and development of next generation.The results showed that no signifi cant differences in the above biological characteristics were observed among ticks collected from these three kinds of transgenic goats and wild type goats.

Transgenic goats; tick; biological characteristics

S852.746

：B

：1674-6422（2015）01-0060-04

2014-06-26

国家转基因重大专项（2008ZX08011、 2011ZX08011）

周勇志, 男，高级实验师，主要从事蜱与蜱传病研究

周金林，E-mail∶ jinlinzhou@shvri.ac.cn