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鹅细小病毒HN株的分离鉴定及全基因组序列分析

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鹅细小病毒HN株的分离鉴定及全基因组序列分析 贺冬梅h。,谭树义 ,陈朝喜 ,叶保国 ,张 艳 ,林哲敏 ,曹宗喜 (1.海南省农业科学院畜牧兽医研究所,海南海口571100;2.西南民族大学生命科学与技术学院,N Jll成都610041) 摘 要:为研究鹅细小病毒(GPV)基因遗传变异特征,采集海南某养鹅场疑似鹅细小病毒感染的病料, 将其处理后接种番鸭胚成功分离到一株病毒,经PCR鉴定为鹅细小病毒,命名为HN株,并获得了其全基因 组序列,将该序列与GenBank数据库中登录的16条鹅和番鸭细小病毒基因序列进行了比对分析。结果显 示,该株病毒基因组全长为5 106 bp,由ITR、NS、VP构成,其中ITR为444 bp,NS1为1 844 bp,VP1为 2 199 bp;HN株与SHFX1201株的NS1基因和VP1同源性最高,分别达到99.8 和99.7 ,与番鸭细小 病毒株FM的NS1基因同源性最低,为82.7 ;与90-0215株VP1同源性最低,为8O.1 。HN株的遗传 进化树可以看出,GPV可以分成明显的2个基因亚群,HN株与鹅细小病毒匈牙利株(B)、欧洲疫苗株 (VG32/1)和株(82-0321V、82-0321、06—0329)均处在第1亚群,且与安徽分离株Y株以及SHFX1201株 同源性最接近,番鸭源匈牙利株FM单独处于第Ⅱ亚群。本研究丰富了GPV的数据资料,为研究GPV分 类地位以及遗传进化关系提供了依据,同时也为研究GPV流行趋势和疫苗的开发奠定了基础。 关键词:鹅细小病毒;分离鉴定;全基因组;IRT;NS1;VP1 中图分类号:¥852.659.2 文献标识码:A 文章编号:1007—5038(2016)12—0013—06 鹅细小病毒病又称小鹅瘟(Derzsy S disease or 的防控奠定基础。 Gosling plaque),是由鹅细小病毒(Goose parvovirus, 1材料与方法 GPV)所引起的雏鹅急性或亚急性的败血性传染病。 1.1材料 临床上以精神委靡,离群独偶,鼻孔流出浆液性鼻液, 1.1.1样品 由本实验室采集并保存的海南某养鹅 患鹅频频摇头,拉灰黄色或黄绿色稀粪,神经紊乱,小 场疑似GPV感染雏鹅组织(肝脏、脾脏等组织样品)。 肠中后段黏膜坏死脱落与纤维素性渗出物凝固形成 1.1.2试剂 琼脂糖、胶回收纯化试剂盒、pMD18一T 栓子,形如腊肠状为特征。本病常呈败血经过,发病 载体、大肠埃希菌DH5a感受态细胞、LA Taq DNA 率和病死率很高,对养鹅业危害极大_1 ]。GPV为单 聚合酶、DNA Maker DL 2 000等为宝生物工程(大 链线性DNA病毒,其基因组约5 kb,在基因组的两端 连)有限公司产品;DNA提取试剂盒为生工生物工程 均含有相同的末端倒置重复序列(inverted terminal (上海)股份有限公司产品。 repeat,ITR)可折叠形成U形双链发夹结构,其主要 1.2方法 功能是病毒的复制起点并提供顺式包装信号,中间有 1.2.1 引物设计与合成 根据GenBank中GPV标 2个开放阅读框,左侧编码非结构蛋白NS1和NS2, 准株的全基因组序列设计7对引物,引物均由宝生物 主要参与病毒的复制和转录调节;右侧编码衣壳蛋白 工程(大连)有限公司合成(表1)。 VP1、VP2和VP3,VP3是GPV的免疫保护抗原,能 1.2.2样品处理采集发病雏鹅的肝脏和脾脏剪碎 刺激机体产生中和抗体 。]。 研磨,按1:3加入灭菌生理盐水,反复冻融3次, 本研究通过在海南疑似鹅细小病感染的病料中 5 000 r/min离心10 min取上清液,用0.22 m微孔 分离到1株疑似鹅细小病毒,进行分离鉴定后确定为 滤器过滤除菌,置一7O℃保存备用[5]。 鹅细小病毒,且命名为HN株,并对其全基因组序列 1.2.3病毒分离鉴定将冻存疑似GPV样品用前 进行分析,丰富了我国鹅细小病毒基因组数据资料, 加入终浓度为10 000 IU的青霉素和链霉素4℃感作 为研究该病的流行、基因遗传进化特征及指导小鹅瘟 1 h,接种10日龄健康鹅胚(0.3 mL/枚),弃去24 h内 收稿日期:2016—05—23 基金项目:海南省属科研院所技术开发研究专项(KYYS-2015—13);海南省自然科学基金项目(20153085);现代农业产业 技术体系专项资金项目(CARS-43) 作者简介:贺冬梅(1988一),女,四川简阳人,硕士研究生,主要从事动物病毒学研究。*通讯作者 14 动物医学进展2016年第37卷第12期(总第282期) 死亡的鹅胚,收取24 h后死亡的鹅胚尿囊液,盲传3 扩增。PCR扩增反应条件:94℃3 rain;94℃30 s,52 。C 30 s,72℃150 s,共30个循环;72℃延伸10 min。 代,置一2O℃保存,并将培养物进行PCR检测_6 ]。 1.2.4 PCR鉴定按照DNA抽提试剂盒说明进行 DNA提取,PCR反应体系为LA Taq 10 L,上、下游 引物各1肛L,DNA 2 L,灭菌双蒸水6 L,直接进行 PCR扩增。PCR反应条件:94。C 3 min 94。C 30 s,52 取PCR产物200 L,在10 g/L琼脂糖凝胶上电泳。 将PCR产物经胶回收试剂盒纯化后与pMD18一T载 体连接,转化大肠埃希菌DH5a感受态细胞,经氨苄 西林筛选和菌液PCR鉴定后,取阳性菌液送上海英 骏生物技术公司进行测序 ]。用Lasergene 7.1软件 ℃30 s,72℃30 s,共3O个循环;72℃延伸10 min。 1.2.5 全基因组的扩增、克隆及序列测定 按照 进行序列拼接,并将拼接后的全基因序列向GenBank 提交,进行序列分析。 DNA抽提试剂盒说明进行基因组DNA提取,将提取 物进行PCR,反应体系:LA Taq 10 L,上、下游引物 各1 L,DNA 2肛L,灭菌双蒸水6 L,直接进行PCR 1.2.6鹅细小病毒参考毒株病毒参考株见表2。 本分析中使用的细小 表1本研究所用引物 Table 1 Primers used in this study 冬悔等:鹅细小病毒H 株的分离鉴定及个= 列分析 2绐 果 2.1 ( PV分离鉴定 ( PV的F R为 J『物进行PCR检测(图1),然后将 检测为 2样 接种鹅胚,夕E亡鹅胚头部和背部出 VP2(2 874 4 637 nt)坫【夫l编码587个氨基酸.VP3 (3 033—4 637 nt)琏1人l编码53,1个氰基酸, 其 f{J!lJ 的ITR前柑1个Poly(A)的尾。 将疑似( I V感染的病料进行DNA提取后,以 ◆十十◆+ M l 2 3 4 5 6 InL( 2),收鹅胚培养物进行PCR检测(图3)。由 l、 3 lIj‘ ,愉{『J!jl样晶有约47()bp的H的条带出 观.‘j颅 大小一致。 -置 M.DNA标准I)I 2 000;j~3.病料处理样品;t.阴性列 M.I) A Mal‘ker I)1 1 00o:1:{.I (、R products of 1 rea red samples 1. t、 ¨lI、’r【(}Il1.rol 图1 病料PCR扩增结果 Fig.j P(、R a rnl}lifi{’alio r1 results()f samples 图:接霉后死亡的鹅胚 Flg.! I) ad ̄oose L、il1l}ryO aflc r challenge 2.2全基因组特征 Gt’V I_IN株经PCR扩增后扶得其全基因组序 列.各片段人小分别为0.2、0.5、1.0、1.1、1.2、1.5 kt .结果与预期的片段大小 致(图4)。获得GPV }¨I 株坫 绀 K为5 l()6 .并rf1 ITR、NS、VP 构成.其【fl NS1为l 8 l 1 bp.VP1为2 1 99 hp,符合 ( I V的结构特征. 2()l1年 安徽分离的Y株 以及2()l 2年 _大鹅卜分离到的SHFXI2O1株的全 艇【太1 IM源性最高.分别为9[).3 和99.6 。该株 病毒仃左 侧两个开放『蒯读框.左侧编码非结构 货} 1(NS1和NS2).右侧编码结构蛋白(VP1、VP2 干¨Vt 3)。其结构 门基 NS1(537 2 420 nt)主要 编码627个氰綦酸,NS2编码451个氨基酸;其衣壳 生门基 VI l(2,t 39 4 637 nt)编码732个氨基酸。 2 0()()bD— 8888= := I{)I1 bb—◆ M.DNA标准1)1 :'1(1【);l~5,培养物样 11;lj.阴 Iq-对照 M.DNA Marker 1)i !|1(】( ;1 .I】L、It produ{ ls of cuhul。 samph- 6.Negati ̄ t| (w1t roI 图3培养物I L、R扩增结果 Fig.3 I 【、It I lr11I)liflcation resu[1 of cuhtl re samples M l 2 3 4 5 6 1 I ㈨ ” M.I)NA {:I)l 2()㈤:【^。 。垠 增 物 M.DNA Mark ̄ r I)I,2 000;t 6.I L、I I)rodtK、l of L ‘)TllI)l t g( n[】m L-s 图r1 HN株全基因组PCR扩增结果 Fig.4 1 (、R aml}lific ̄ttion resttlt of r()1npl{-l gel1()n1 of l’tN s1 roI z1 2.3 ( I V非结构蛋白遗传进化分析 利川1.asergene 7.1软什将拼接好的H 侏的 非结构监¨ l夫】 ( fl ̄ank臀求的其他鹅细小病 毒非结构 “: 进 比较分析(衷3)。从表中叮 知H 株 lj HBZFO7卡术、82【)321侏、O6一()329株、B 株、Y株、E株、SHFX1 2()l休和YZ99—6株NS1基 因的核计酸II_1=J源性为99 ~99.8 .推导其氨基酸 的同源性为99.2 0/。~1()() 。试验侏 SHFXl2()l 的同源性最离达剑【)9.8 . j番鸭细小病毒株FM 的NS]揍 M源性最低为82.7 。从 5的HN 株NS1 I夫J的遗传进化树町以7亍出.(;I’V在NS1 基因可以分成叫 的2个坫 、I 群。I{N株与鹅细 小病毒匈,才利株(I3)、瞅洲疫时株(V(;32/1)和 株(82—0321 V、82-0321、06 o329)均处 第1哑群. 番鸭源匈牙利株FM单独处于第l1 群。H 株与 安徽分离株Y以及SHFX1 2()1株同源性最接近。 16 动物医学进展2016年第37卷第12期(总第282期) HN KC178571 Y KC478066 SHFXl2Ol KCl84l33 E KC99673O YZ99-6 EUO2275 5 HBZF07 EU583390 82-O321 EU58339 1 06.0329 GPU25749 B EU583392 VG32/1 EU583389 82.O321V AF416726 GPV-YG AY506546 HG5/82 EU253479 LN-l/06 HO891825 GDOGPV JF333590 SH BDU22967 MDPV FM 10.4 10 8 6 4 2 0 Nucleotide substitutions(100X) 图5 HN株的NS1基因遗传进化树 Fig.5 Phylogenetic tree of NS1 gene of HN strain 2.4 GPV结构蛋白遗传进化分析 通过与其他株的对比(表4)可知试验株与82一 0321株、06—0329株、Y株、E株、SHFX1201株和 YZ99—6株基因的同源性为99.2 ~99.7 ,推导 氨基酸的同源性为99.0 ~99.6 ,其中与 SHFX1201株同源性最高,与90—0215株同源性最 低。从遗传进化树(图6)可以看出HN株与分离株 Y株以及SHFX1201株同源性最近。且与标准株B 株和E株等处于同一基因亚群,90—0215株与FM 株处于单独的一基因亚群。 表3 HN株与其他毒株的NS1基因核苷酸和推导氨基酸序列的同源性比较 Table 3 Homology comparison of nucleotide and amino acid sequences of NS1 gene of HN strain with other strains 注(Note):1.HN;2.A 416 ,26 G上JV—YG;3.AY506546 HG5/82;4.BDU2296 ,MD上JV M;5.16u022/55 HBZb07;6.匕u253479 LN一1/06; 7.EU583389 82—0321V;8.EU583390 82—0321;9.EU583391 06—0329;10.EU583392 VG32/1;11.GPU25749 B;12.HQ891825 GDaGPV;13.JF 333590 SH;14.KC178571 Y;15.KC184133 E;16.KC478066 SHFX1201;17.KC996730 YZ99—6. 3 讨论 鹅细小病毒病是一种传染性极强的传染病,既 能传染鹅也能传染番鸭,对于养殖业造成了极大的 危害,因此GPV的分离鉴定、遗传进化分析以及疫 苗的研制成为重点。目前,GPV的分离主要通过接 种鹅胚、番鸭胚或鹅胚成纤维细胞进行。周彩显 等m 通过接种10日龄鹅胚成功分离到6株GPV; 邱娜等口嵋通过采用不同代次的鹅胚成纤维细胞连 续培养YN株GPV的方法,获得了高滴度的鹅细 小病毒细胞适应株,本试验通过尿囊腔接种番鸭胚, 成功分离到1株疑似GPV,通过PCR验证为GPV, 并命名为HN株。匈牙利强毒株B株、安徽Y株、 贺冬梅等:鹅细小病毒HN株的分离鉴定及全基因组序列分析 17 注(Note):1.HN;2.AF416726 GPV—YG;3.AY382891 90—0215;4.AY512830 GD;5.BDU22967 MDPV FM;6.EU088101 SCh;7.EU583389 82—0321V;8.EU58339O 82—0321;9.EU583391 06—0329;10.EU583392 VG32/1;11.GPU25749 B;12.HQ891825 GDaGPV;13.JF333590 SH; 14.KC178571 Y;15.KC184133 E;16.KC478066 SHFX1201;17.KC996730 YZ99—6. HN KC478066 SHFX 12O1 KC17857l Y EU583390 82.0321 EU58339 1 O6.0329 KC99673 0 KC184133 E AF416726 GPV-YG HO891825 GDOGPV AY51283OGD EUO88lO1 SCh JF333590 SH EU583389 82.O321V EU583392 VG32/1 GPU25749 B AY38289 l 90.O2 15 BDU22967 MDP V FM 11.7 8 6 4 2 0 Nuc leotide substitutions(1 00×) 图6 HN株的VP1基因遗传进化树 Fig.6 Phylogenetic tree of VP1 gene of HN strain bp;欧洲VG32/1株和安徽E株都为443 bp;中国 本研究通过将GPV HN株与GenBank上的各 GPV的非结构蛋白和结构蛋白相对比,发现NS1 地方分离株06—0329、82—0321、82-o321V在 ITR区分别为418、416、381 bp;安徽Y株和E株分 别为444 bp和443 bp;HN株的ITR区与安徽Y 株相同,各株NS1基因区和VP1基因区相对较稳 定。从以上目前分离到的不同毒株来看,GPV的结 基因和VP1基因的遗传较稳定口 ,但是HN株与 两株国内南方分离株Y株和SHFX1201株同源性 最高并且属于同基因亚群,造成这一现象的原因可 能是近年来养鹅业和养鸭业的不断扩大,海南省从 南方各地区引进鹅苗和番鸭苗,导致鹅群和番鸭群 携带的GPV进人海南省而出现毒株同源性高。 构的不同对其致病力是有影响的l_】 ,作为GPV的 免疫保护抗原,能够刺激机体产生中和抗体的VP1 基因具有相对较高的保守性,其常常作为GPV分 子生物学诊断以及遗传进化分析的依据n ,这都有 待于进一步的研究。 海南省从2O世纪7O年代以来,在海口、三亚、 保亭、昌江、陵水、澄迈、儋州等地先后有鹅细小病毒 流行的报道,但是对鹅细小病毒的研究只是局限在 18 动物医学进展2016年第37卷第12期(总第282期) 浩,胡振林,等.鹅细小病毒吉林株的分离鉴定及 诊断、防控与部分基因片段的研究,王德富等l_1 对 海南地区的小鹅瘟病做了诊断与防控的相关报道; 曹宗喜等 ¨ 对海南分离的3株鹅细小病毒VP3基 因进行了分析。本文首次对鹅细小病毒海南分离株 进行全基因组分析,丰富了我国鹅细小病毒基因组 数据资料,可为海南省鹅细小病毒的防控提供理论 依据。 参考文献: [1]杨焕章,王凯,陈绍红,等.鹅细小病毒VP3亚单位疫苗的制 [8] 孟繁兴,董其全基因序列分析[J].中国兽医杂志,2o15,51(12):33—35, 38. 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Isolation,Identification and Complete Genomic Sequence Analysis of Goose Parvovirus HN Strain HE Dong—mei '。,TAN Shu—yi ,CHEN Chao—xi ,YE Bao—guo ,ZHANG Yan ,LIN Zhe—min ,CAO Zong—xi (1 Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou,Hainan,571 100,China; 2.College ofLi Science and Technology,Southwest University for Nationalities,Chengdu,Sichuan,610041,China) Abstract:To investigate the variation status of goose parvovirus,the samples(1iver,spleen and so on)of suspected GPV infection were collected from a goose farm of Hainan province.A virus strain was isolated by inoculation of goose embryo after treatment,and named as HN strain after PCR.The complete genomic sequence was obtained,and compared with the sequences of sixteen strains of goose parvoviruses and Mus— covy duck parvovirus in GenBank.The results showed that the full—genome contains the inverted terminal repeat(ITR)and two major open reading frames(ORF).ITR at the 5 and 3 ends of the genome has 444 nucleotides(nt).The left ORF contains 1884 nts in length,the right ORF contains 1 884 nts in length. The nucleotide sequences of HN strain showed the highest homology with NS1 gene and VP1 gene of SHFX1201 strain,with 99.8 and 99.7 ,respectively.And the homologies with the NS1 gene of FM strain and VP1 gene of 90—0215 strain were lower,with 82.7 and 80.1 ,respectively.Phylogenetic tree of HN strains demonstrated that GPV can be obviously divided into two gene subsets.HN strain and B strain from Hungary and VG32/1 strain from European are located in the subgroup I,and the high homolo— gy with Y strain isolated from Anhui and SHFX1201 strain,the Muscovy duck parvovirus of FM strain iso— lated from Hungary located in the subgroup II.This study provided a basis for the study of the relationship between GPV classification status and genetic evolution,and laid the foundation for the study of GPV epi— demic trends and vaccine development. Key words:Goose parvovirus;isolation and identification;complete genome;IRT;NS1;VP1 

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