鸡传染性支气管炎病毒强弱毒株全基因组序列测定与分析

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鸡传染性支气管炎(Infectious Bronchitis,IB)是由传染性支气管炎病毒(Infectious Bronchitis Virus,IBV)引起鸡的一种急性、高度接触性呼吸道传染病。鸡是IBV最主要的宿主,但不是唯一的宿主。IBV是冠状病毒γ群的代表种,为有囊膜、不分节段的单股正链RNA病毒。由于IBV频繁的变异、重组,导致不断出现新的变异毒株。IBV具有众多的血清型,而血清型、基因型以及致病型之间也没有特定的对应关系。目前,国内使用的多数弱毒疫苗与流行毒株之间的亲缘性较远,这导致它们之间交叉保护作用很弱或没有交叉保护作用。本实验通过测定HQ10毒株及其传代致弱毒株HQ110的全基因组序列,分析可能与致病力改变相关的基因,以及了解HQ10毒株的亲缘进化关系。本实验根据GenBank上已公布的IBV全基因组序列,选取其中5个全基因组序列作为参考序列(GenBank登录号分别为:NC001451.1、KF411041.1、FJ807652、DQ646405、AY338732),设计 IBV 全基因组扩增引物。利用 RT-PCR和RACE技术对HQ10毒株和传代致弱毒株HQ110进行序列扩增,随后进行片段克隆和序列测定。结果表明,HQ10和HQ110全基因组序列大小都为27762 nt,基因组结构为 5’-Cap-1a-1b-S(S1,S2)-3a,b,c(E)-M-5a,b-N-3’Poly(A),包含 10 个开放阅读框,符合经典的IBV基因组结构。HQ10和HQ110的3’UTR和5’UTR分别为504 nt和525 nt。Gene 1大小为19889 nt(526~20414位),包含2个开放阅读框。S基因(20365~23862位)大小为3498 nt,S蛋白裂解位点都为HRRRR,S1(20365~21984)和 S2(21985~23862)基因大小分别为 1620 nt 和 1878 nt,分别编码540和625个氨基酸。Gene 3(23862~24539位)包含3个开放阅读框,3a(173 nt)、3b(192 nt)和 E(333 nt),分别编码 57、63 和 110 个氨基酸。M基因(24508~25188位)大小为681 nt,编码226个氨基酸。Gene 5(25542~25984位),包含2个开放阅读框5a(198 nt)和5b(249 nt),分别编码65和82个氨基酸。N基因(25927~27156位)大小为1230 nt,编码409个氨基酸。HQ10毒株与选取的国内外参考毒株全基因组序列同源性分析表明,HQ10与LX4毒株同源性最高(92.4%),而与H52和H120同源性最低(86.2%)。从全基因组及各结构基因系统进化树分析表明,HQ10与LX4毒株属于同一进化分支,而与H52、H120和M41等常用疫苗株亲缘关系较远。虽然传代致弱毒株HQ110和HQ10全基因组序列相似度高达99.88%,但是两者之间的致病力却完全不同。通过HQ10和HQ110全基因组序列的比对发现,传代前后两者仅有32个核苷酸变化,导致24个氨基酸位点的改变。Gene1有15个核苷酸序列的改变,引起12个氨基酸位点的改变。S1基因有6个核苷酸位点的改变,引起5个氨基酸位点的改变。S2基因有3个核苷酸序列的改变,引起3个氨基酸位点的改变。E基因有2个核苷酸序列的改变,引起1个氨基酸的改变。5a和N基因各有1个核苷酸位点的改变,各引起一个氨基酸位点的改变。3’UTR区域存在2个核苷酸位点的改变。传代前后两者序列的改变主要集中在Gene 1复制酶基因、S基因及3’UTR区域。
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