猪流行性腹泻病毒S、M、ORF3基因的克隆和序列分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen406507025
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猪流行性腹泻(PED)由猪流行性腹泻病毒(PEDV)引起,临床上以猪的呕吐、腹泻和脱水为主要特征的急性接触性肠道传染病,对哺乳仔猪的致死率可达100%,给当前我国养猪业造成了巨大的经济损失。2010年以来,该病的发病率明显升高,在免疫猪场也有发病报道,发病仔猪以腹泻、呕吐和脱水为主要特征,死亡率达80%以上,严重影响我国养猪业的健康发展。为了解我国新发疾病的病原及其主要基因的特征,作者对我国华中、华南和西南等地区12个省市的13个流行毒株的主要基因即S基因、M基因和ORF3基因进行了测序和序列分析。其中,S蛋白介导病毒与细胞的吸附和融合,并能诱导宿主产生中和抗体;M蛋白是病毒含量最高的蛋白,是跨膜蛋白,在病毒装配及出芽过程中发挥重要的作用,该蛋白也是PEDV刺激机体产生抗体保护的重要结构蛋白之一;ORF3基因所编码的蛋白为一种跨膜蛋白,该蛋白具有离子通道活性,并与病毒毒力相关。参考GenBank中登录的CV777全基因组序列(AF353511.1),本研究设计扩增PEDV S基因、ORF3基因和M基因的引物。通过优化反应条件,分别建立了S基因、ORF3基因和M基因全长扩增的RT-PCR方法,用其扩增PEDV的目的基因,并进行连接、转化、克隆和测序,成功克隆并测定了13个毒株的S基因、ORF3基因和M基因的序列。测序结果表明,13个毒株之间的S基因核酸序列同源性为93.2%-99.9%,ORF3基因的核酸序列同源性为89.9%-100%,M基因的核酸序列同源性为97.7%-100%,与毒株CV777相比,S基因、ORF3基因和M基因的核酸序列同源性分别为:93.8%-96.8%、90.8%-97.2%和98.1%-99.1%,氨基酸序列同源性分别为:92.3%-95.8%、86.8%-100%和98.2%-99.6%。其中毒株CH3和CH4与韩国疫苗毒株attenuated DR13ORF3相比较,氨基酸序列同源性分别为100%和99.6%,均有138个氨基酸的缺失,说明这两个毒株可能来源于疫苗毒株DR13。毒株CHI, CH8, CH17和CH18,与经典毒株CV777相比,S基因具有共同的序列特征,其中包括53个点突变、2处共5个氨基酸插入(包括第59-62位氨基酸中4个氨基酸的插入和第141位氨基酸的插入)和第164-165位2个氨基酸的缺失。由于它们具有共同的氨基酸变异,与国内2010年以前的毒株测序的同源性较低,在免疫猪场和非免疫猪场中均致病,并且具有高死亡率,我们将其定义为变异毒株。除了4个变异毒株外,同时发现9个经典毒株,结果表明,临床上变异毒株和经典毒株共存,提示猪流行性腹泻在中国流行情况非常复杂。另外,2010年以后所测定的毒株序列,在ORF3和M基因分别有7处和3处点突变,至于点突变所引起毒株生物学特性的变化有待于进一步研究。通过分析发现变异毒株的S基因具有相似的变异特征,S基因存在插入、缺失和突变,可能导致现有基于CV777的疫苗不能提供良好的抗体保护,同时,我们发现与韩国疫苗毒株DRl3类似的毒株在临床上存在,进一步增加了临床控制PED的难度;我们意外地发现了CH3和CH4这两个毒株在S基因、ORF3基因和M基因均与DR13相近,于是我们推测这两个毒株可能来源于DR13,至于这两个毒株的准确来源有待进一步证实;M基因是我们所测定的三个基因中相对保守的基因,所以可开发针对M基因的PCR扩增与抗体检测技术应用于临床PED的诊断。本研究结果揭示了我国新发仔猪腹泻的分子流行病学特征,为临床防控该病提供了科学依据。
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