5株水禽细小病毒基因组的克隆与遗传进化分析

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:eddiew
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鹅细小病毒病是主要引起雏鹅和雏番鸭发生高致死性的病毒病。本病主要以消化道,尤其是肠道的卡他性和纤维素性炎症为主要特征;番鸭细小病毒又称“三周病”,是由于该病主要侵害三周龄以内的雏番鸭。二者早先属于细小病毒属成员,在国际病毒分类委员会第八次分类报告中将二者分类于依赖病毒属。本病以以腹泻、喘气、软脚为主要症状的细小病毒病。这两种病都具有较高的发病率和死亡率,严重危害着水禽业的发展。对付这两种疾病没有什么特异性的治疗方法,多以接种疫苗来预防该病;诊断方法也多以血清学诊断或者分子生物学诊断为主。自首次发现以来,经过国内外多年的研究,虽然可以较好的控制本病的发生,但该病依旧危害着水禽业。为了更好的控制该病的发生,我们就要仔细的研究其分子水平上的特性,首要的就是其基因水平上的特性。鹅细小病毒基因组由5106个核苷酸构成,而番鸭细小病毒基因组有5132个核苷酸。他们的编码区均由左右两个开放阅读框组成,左侧阅读框编码的蛋白为非结构蛋白,包括NS1和NS2两种;右侧阅读框编码结构蛋白为结构蛋白,包括VP1、VP2和VP3三种。其中NS1蛋白主要参与病毒对细胞的毒性作用、病毒复制以及基因表达,NS2则能促进NS1蛋白对细胞的毒性作用,编码结构蛋白的三个基因都是两种细小病毒主要的免疫原基因,且病毒装配过程中,其中的VP3蛋白主要在病毒衣壳的表面,是病毒最主要的保护性抗原。本实验应用PCR技术扩增GPV和MDPV的5株病毒,序列分析结果表明:其中非结构基因(NS)全长1884bp,编码627个氨基酸;结构基因(VP)全长2199bp,编码732个氨基酸。鹅细小病毒NS基因核苷酸和氨基酸水平的同源性分别为93.5%-99.8%和95.9%-99.8%;而番鸭细小病毒NS基因核苷酸和氨基酸同源性分别为98.7%~100.0%和98.6%~100.0%;鹅与番鸭细小病毒NS基因之间核苷酸和氨基酸同源性分别为80.0%-83.0%和88.9%-90.4%。鹅细小病毒VP编码基因间核苷酸与氨基酸的同源性分别为88.8%-99.9%和90.2%~100.0%,相应的番鸭细小病毒VP编码基因间的同源性为98.0%-99.5%和96.9%-99.3%,而鹅与番鸭细小病毒之间的同源性大多低于90%,而番鸭细小病毒与鹅细小病毒病的DY毒株氨基酸的相似性较高,在91.5%-92.8%之间。而且几个毒株序列的主要差异集中在VP2与VP3重叠的区域,这跟VP3蛋白位于病毒衣壳最外层有关,这部分的的变化可以使病毒逃避宿主的免疫系统。与细小病毒亚科其他成员序列比对,结果表明腺联病毒非结构蛋白部分无论在核苷酸水平还是氨基酸水平都与水禽细小病毒同源性较高,这表明其二者的亲缘性较其他成员更近。潜在糖基化位点预测结果显示出MDPV与GPV在非结构蛋白部分含有相同的糖基化位点,这表明他们来自相同的祖先;而在结构蛋白部分MDPV的2个毒株含有全部的8个糖基化位点,而GPV的3个毒株除ZJ株存在全部6个糖基化位点,而G3和LJY株均存在5个糖基化位点,分别缺少582-584NTT和703-705NRT。系统进化树分析可知:所有比较毒株分为两大分支GPV和MDPV, GPV的三株以及MDPV的两株病毒分别在其各自分支中,并未发生重组现象。在结构蛋白水平上,GPV的LJY毒株跟国内各毒株在遗传进化上相接近,而G3和ZJ毒株却与国外的几个毒株比较接近。这说明随着水禽业的发展,本地品种自身的不断改良或通过引入外来优良品种来改良本地品种,就使得不同地域的鹅细小病毒与番鸭细小病毒传播的风险提高,也加速病毒间的基因交流,促使他们变得更加多样化。而非结构蛋白的水平上并没有这样明显的地域关系,这表明NS基因在遗传进化过程中较VP基因保守。细小病毒亚科成员全基因进化树分析可以了解到腺联病毒与水禽细小病毒分在同一大的分支中,这与分类报告中同属依赖病毒属是相符合的,而整个依赖病毒属分支与牛犬细小病毒属在进化上有着较近的亲缘关系。本试验为进一步了解两种病毒的理化特性,分子生物学特性奠定了基础,也为了解国内外毒株的演化进程以及他们的差异。
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