Research Article

Metabarcoding of protozoa and helminth in black-necked cranes: a high prevalence of parasites and free-living amoebae

Métabarcoding des protozoaires et des helminthes chez les grues à cou noir : forte prévalence de parasites et d’amibes libres

¹ College of Agronomy and Life Sciences, Zhaotong University, Zhaotong 657000, PR China
² Yunnan Key Laboratory of Gastrodia and Fungi Symbiotic Biology, Zhaotong University, Zhaotong 657000, PR China
³ College of Life Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, PR China
⁴ Sichuan Academy of Grassland Sciences, Chengdu 610000, PR China
⁵ Management Bureau of Dashanbao Black-Necked Crane National Nature Reserve, Yunnan Province, Zhaotong 657000, Yunnan, PR China

^* Corresponding authors: zhaojunsong@ztu.edu.cn (J. Zhao); xuhuail@sicau.edu.cn (H. Xu).

Received: 27 November 2023
Accepted: 4 May 2024

Abstract

Parasites and free-living amoebae (FLA) are common pathogens that pose threats to wildlife and humans. The black-necked crane (Grus nigricollis) is a near-threatened species and there is a shortage of research on its parasite diversity. Our study aimed to use noninvasive methods to detect intestinal parasites and pathogenic FLA in G. nigricollis using high-throughput sequencing (HTS) based on the 18S rDNA V9 region. A total of 38 fresh fecal samples were collected in Dashanbao, China, during the overwintering period (early-, middle I-, middle II-, and late-winter). Based on the 18S data, eight genera of parasites were identified, including three protozoan parasites: Eimeria sp. (92.1%) was the dominant parasite, followed by Tetratrichomonas sp. (36.8%) and Theileria sp. (2.6%). Five genera of helminths were found: Echinostoma sp. (100%), Posthodiplostomum sp. (50.0%), Euryhelmis sp. (26.3%), Eucoleus sp. (50.0%), and Halomonhystera sp. (2.6%). Additionally, eight genera of FLA were detected, including the known pathogens Acanthamoeba spp. (n = 13) and Allovahlkampfia spp. (n = 3). Specific PCRs were used to further identify the species of some parasites and FLA. Furthermore, the 18S data indicated significant changes in the relative abundance and genus diversity of the protozoan parasites and FLA among the four periods. These results underscore the importance of long-term monitoring of pathogens in black-necked cranes to protect this near-endangered species.

Résumé

Les parasites et les amibes libres sont des agents pathogènes courants qui constituent une menace pour la faune et les humains. La grue à cou noir (Grus nigricollis) est une espèce quasi menacée et les recherches sur sa diversité parasitaire sont insuffisantes. Notre étude visait à utiliser des méthodes non invasives pour détecter les parasites intestinaux et les amibes libres pathogènes chez G. nigricollis en utilisant le séquençage à haut débit basé sur la région V9 de l’ADNr 18S. Au total, 38 échantillons de matières fécales fraîches ont été collectés à Dashanbao, en Chine, au cours de la période d’hivernage (début, milieu I, milieu II et fin de l’hiver). Sur la base des données 18S, huit genres de parasites ont été identifiés, dont trois parasites protozoaires : Eimeria sp. (92,1 %) était le parasite dominant, suivi de Tetratrichomonas sp. (36,8 %) et Theileria sp. (2,6 %). Cinq genres d’helminthes ont été trouvés : Echinostoma sp. (100 %), Posthodiplostomum sp. (50,0 %), Euryhelmis sp. (26,3 %), Eucoleus sp. (50,0 %) et Halomonhystera sp. (2,6 %). De plus, huit genres d’amibes libres ont été détectés, y compris les agents pathogènes connus Acanthamoeba spp. (n = 13) et Allovahlkampfia spp. (n = 3). Des PCR spécifiques ont été utilisées pour identifier davantage les espèces de certains parasites et amibes libres. En outre, les données 18S ont indiqué des changements significatifs dans l’abondance relative et la diversité des genres des parasites protozoaires et des amibes au cours des quatre périodes. Ces résultats soulignent l’importance de la surveillance à long terme des agents pathogènes chez les grues à cou noir pour protéger cette espèce quasi menacée.