更全的杂志信息网

广东地区口蹄疫病毒VP1和3A基因的序列分析

更新时间:2009-03-28

口蹄疫Aphtae epizooticae是由口蹄疫病毒Aphthovirus(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的一种热性、急性、人畜共患传染病[1]。该病具有传播速度快、病原变异快、血清型种类多等特点, 加上该病发病率较高,对我国的畜牧贸易造成了巨大的经济损失。因此,做好该病的防控具有重要的意义。

FMDV VP1基因的变异程度最大,编码的VP1蛋白是参与形成抗原位点的最主要的机构蛋白。在FMDV分型中,可以通过分析VP1基因的核苷酸序列差异建立遗传进化树来进行分型。3A基因是一种膜相关蛋白,其C段易突变,在病毒RNA的复制中起重要作用[2]。3A蛋白的氨基酸变化与FMDV的宿主嗜性及毒力相关。分析3A蛋白的遗传变异趋势,有可能预测病毒在宿主范围和毒力方面的变化[3]。本研究通过对广东部分地区FMDV进行抗体检测和对VP1和3A基因进行序列分析,旨在丰富广东地区FMDV流行病学资料,为临床上不同疫苗毒株的选择提供参考信息。

1 材料与方法

1.1 病料来源

18份临床样品采集自广东省2015—2016年临床症状疑似FMDV感染的猪蹄部水泡液。

1.2 主要试剂

Ex Taq DNA聚合酶、AMV反转录酶、DL2000 Marker、pMD18-T载体均购自宝生物工程(大连) 有限公司;TRIzol试剂盒购自Invitrogen公司;DNA凝胶回收试剂盒购自Omega公司;DH-5α 感受态细胞均购自北京全式金生物技术有限公司。

1.3 引物设计

根据GenBank中发表的FMDV基因组序列,设计扩增FMDV VP1(835 bp)和3A基因(830 bp)的引物,包括 VP1-F:5′-GTGCYGGCAARCACTTTGA-3′;VP1-R: 5′-CACATGTTCTCTTGCATCTG-3′;3A-F:5′-ACGACGTCYCARTACGTT-3′;3A-R:5′-ACCTTCAAAGTGACAGGYT-3′。引物由英潍捷基(上海)贸易有限公司合成。

1.4 基因扩增和克隆

李建明的收藏范围不再局限于像章,塑像、红宝书等各种与毛主席有关的红色物件,进入他的视野。有次花了2000元,拉来整整两汽车毛主席石膏塑像,小的五六十厘米,大的一人多高。他经常去废品收购站。毛主席语录红宝书,塑料皮与内页被拆分了。他出比收购时高出一倍的价钱买下,然后一一对上、装好。

将采集的病料浸出液,按照TRIzol Reagent RNA提取试剂盒的使用说明书操作,提取病毒总RNA[4]。以其为模板,采用MLV反转录酶进行反转录制备cDNA。以cDNA为模板,VP1-F/R与3A-F/R为引物,合成VP1基因与3A基因。参数为:95 ℃ 4 min,1 个循环;94 ℃ 1 min,54 ℃ 50 s,72 ℃90 s,30个循环;72 ℃延伸10 min。PCR产物进行回收纯化[5]。克隆于pMD18-T载体中,阳性重组质粒送英潍捷基(上海)贸易有限公司测序。

1.5 序列分析

参考GenBank登录的国内外FMDV参考病毒株序列[6]和 NCBI Blast结果,利用 DNAStar、ClustalX、MEGA5.1、MegAlign软件对不同病毒株的VP1和3A基因序列进行比较分析,绘制基于VP1和3A基因的FMDV遗传进化树[7]

2 结果与分析

2.1 VP1和3A基因片段的扩增

2.4.4 基于3A基因的A型FMDV遗传进化分析基于3A基因序列,用MEGA 6.0软件对2015—2016年7株A型FMDV与其他12株FMDV的参考株进行了遗传进化分析(图5),结果表明,这7株A型FMDV与参考株分成了2个组群,根据这7株A型FMDV氨基酸位点变异性分析可知,本次检测的7株A型FMDV均属于Ⅰ型毒株,即3A基因有22个碱基缺失,而Ⅱ型毒株的3A基因只有3个碱基连续缺失。

  

图 1 VP1和3A基因的RT-PCR扩增产物Fig. 1 The RT-PCR amplification products of VP1 and 3A genes

2.2 VP1基因的联机检索

将VP1基因序列用NCBI Blast进行联机检索,结果显示7个分离株属于A型毒株, 包括GD-MC-1、GD-MC-2、GD-ZS-1、GD-ZS-2、GD-CH-1、GD-3和GD-4;11个分离株属于O型毒株[9],包括GDMM-1、GD-MM-2、GD-MM-3、GD-MM-4、GD-MM-5、GD-MM-6、GD-QY-1、GD-JM-1、GD-1、GD-2 和GD-KPYC。

2.3 O型FMDV VP1和3A基因的序列分析

2.3.1 基于VP1基因的O型FMDV遗传进化分析

与大班额的教学相比,小班化教学有着与生俱来的优势,既可以提高教师对每个学生的关注度,又可以增强班级凝聚力,营造良好的生生互动、师生互动的氛围。在小班教学的背景下,探索合作学习的另一个重要价值是,能够充分利用小班教学的教育优势资源,将出现在合作学习过程中一些具体问题予以克服或解决。

基于VP1基因序列,用MEGA 6.0软件对2015—2016年11株O型FMDV与其他11株FMDV的参考株进行了遗传进化分析(图2),结果表明11株O型FMDV均在ESA分支上,均属耿马谱系毒株。GD-1株和GD-2株与O/GZ/CHA/2010株遗传进化关系较近。

2.3.6 O型FMDV 3A蛋白氨基酸位点变异性分析

2.3.4 基于3A基因的O型FMDV遗传进化分析

2.4.3 A型FMDV VP1蛋白氨基酸位点变异性分析

2.3.3 O型FMDV VP1蛋白氨基酸位点变异性分析

基于3A基因序列,用MEGA 6.0软件对2015—2016年11株O型FMDV与其他7株FMDV的参考株进行了遗传进化分析(图3),结果表明11株O型FMDV分为2个分支,其中有9株与O/BY/CHA/2010株在1个分支;另外2株与O/TAW/2/99/TC株分布在1个分支。11株FMDV的3A基因均不存在缺失。

  

图 2 基于VP1基因的O型FMDV的遗传进化树Fig. 2 Phylogenetic tree of the nucleotide sequence of type O FMDV based on VP1 gene

  

图 3 基于3A基因的O型FMDV的遗传进化树Fig. 3 Phylogenetic tree of type O FMDV based on 3A gene

2.3.5 O型FMDV 3A基因序列相似性分析 对2015—2016年11株O型FMDV的3A基因,用DNAStar软件与其他7株FMDV的参考株进行了序列比对分析,结果表明11株O型FMDV的3A基因之间的序列相似性为87.1%~98.0%。O/BY/CHA/2010株与GD-1株和GD-2株的序列相似性最高,为95.2%。O/GZ/CHA/2010株与GD-1株和GD-2株序列相似性最高,为93.9%。

2.3.2 O型FMDV VP1基因序列相似性分析 对2015—2016年11株O型FMDV的VP1基因,用DNAStar软件与其他11株FMDV的参考株进行了序列比对分析,结果表明11株O型FMDV的VP1基因之间的序列相似性为95.3%~99.8%。O/BY/CHA/2010株与GD/MM/3株序列相似性最高,为 95.3%。O/MYA/1/98株与GD/1株、GD/MM/1株和GD/MM/3株序列相似性最高,为90.8%。这11株O型FMDV与O/HK/2001株序列相似性较低,为75.4%~78.2%。

对2015—2016年11株O型FMDV的3A蛋白,用MegAlign软件进行氨基酸位点变异性分析,用O/BY/CHA/2010株作为FMDV的参考株。结果表明,Cathay分支上的毒株出现氨基酸的缺失,因此FMDV也可以按是否出现氨基酸缺失分为2个组群,即第Ⅰ组群为新毒株谱系毒株,第Ⅱ组群为耿马谱系新毒株和泛亚谱系毒株。O型FMDV的3A蛋白的高突变区分布在125~152 aa。

2013年,天津水务在部党组可持续发展治水思路的指引下,不断加快水务改革发展步伐,全力推进民生水务工程建设,全年各项目标任务圆满完成,确保了城乡防汛和供水安全,呈现出水务投入稳定增长、保障能力显著提升、发展活力持续增强的良好态势,为经济社会发展提供了坚实保障。

2.4 A型FMDV VP1和3A基因的序列分析

2.4.1 基于VP1基因的A型FMDV遗传进化分析

基于VP1基因序列,用MEGA 6.0软件对2015—2016年7株A型FMDV与其他15株FMDV的参考株进行了遗传进化分析(图4),结果表明,这7株A型FMDV与A/GDMM/CHA/2013株、A/HuBWH/CHA/2009株在同一个大分支上,均属Asia型毒株。这7株A型FMDV中GD-3株与A/GDMM/CHA/2013株的遗传进化关系最近。A/HuBWH/CHA/2009株与这7株A型FMDV的遗传进化关系相对较远。

龙斌的目光茫然而散乱地投向江面,江面上几艘游船改造的“水上歌厅”霓虹闪烁,传出阵阵欢歌笑语,带着凉意的秋风扑面而来,把浓郁的桂花香味送入肺腑,温馨中又揉入了几缕伤感。良久,龙斌收回目光,对同样盯着江面出神的竹韵说:“风大天凉,我们回去吧。”

2.4.2 A型FMDV VP1基因序列相似性分析 对2015—2016年7株A型FMDV的VP1基因,用DNAStar软件与其他7株FMDV的参考株进行了序列比对分析, 结果表明,7株A型FMDV的VP1基因之间的序列相似性为95.6%~99.7%。A/GDMM/CHA/2013株与GD-3株的序列相似性最高,为99.8%;A/GDMM/CHA/2013株与GD-CH-1株的序列相似性最低,为96.4%。A/HuBWH/CHA/2009株与GD-3株的序列相似性最高,为91.4%;A/HuBWH/CHA/2009株与GD-CH-1株的序列相似性最低,为88.4%。

小班化教学给实践活动提供了极大的便利,教师要在实践活动中关注学困生,通过实践活动磨炼学困生的意志,陶冶学困生的情操,为学困生的成长提供广阔的天地。很多学困生虽然学习成绩不佳,但是他们的实践能力较强,在实践活动中十分活跃。教师应缩短与学困生的心理距离,鼓励他们积极参与实践活动,在潜移默化中向学生渗透学习思想和道德品质等。联系生活实际,讲述学科知识在实际生活中的应用,为学困生创设与教学资料有关的情境,引发他们的好奇与思考。同时,分层活动是帮助学困生体验成功的有效方法,可开展分层学科竞赛,达到人人都有发展的目的。

对2015—2016年11株O型FMDV的VP1蛋白,用MegAlign软件进行氨基酸位点变异性分析,用O/MYA/1/98株作为FMDV的参考株。结果表明,O型FMDV的VP1蛋白的高突变区分布在47~51、153~156 aa。

对2015—2016年7株A型FMDV的VP1蛋白,用MegAlign软件进行氨基酸位点变异性分析,用A/GDMM/CHA/2013株作为FMDV的参考株。结果表明,FMDV VP1蛋白的高突变区分布在43~47、138~143、151~156、163~173 aa。

用针对VP1和3A基因特异性的引物对临床采集的具有水疱症状的样品(水泡液及水泡皮)进行RT-PCR验证,所扩增的VP1和3A基因与预期长度一致[8](图 1)。

  

图 4 基于VP1基因的A型FMDV的遗传进化树Fig. 4 Phylogenetic tree of type A FMDV based on VP1 gene

  

图 5 基于3A基因的A型FMDV的遗传进化树Fig. 5 Phylogenetic tree of type A FMDV based on 3A gene

2.4.5 A型FMDV 3A基因序列相似性分析 对2015—2016年7株A型FMDV的3A基因,用DNAStar软件与其他12株FMDV的参考株进行了序列比对分析, 结果表明,7株A型FMDV的3A基因之间的序列相似性为96.1%~99.8%。A/airan/iso105株与GD-MC-1株和GD-MC-2株的序列相似性最高,为92.8%;A/airan/iso105株与GD-ZS-1株和GD-MC-2株的序列相似性最低,为90.4%。这7株A型FMDV的3A基因与A/VN/03/2009株和A/VN/03/2009的序列相似性较低,为41.7%~42.8%。

实验组不良反应发生率为100.0%,其中骨髓抑制发生率为40.0%,恶心发生率为24.0%,呕吐发生率为(22.0%),皮肤黏膜改变发生率为14.0%;对照组不良反应发生率为43.5%,其中骨髓抑制发生率为17.4%,恶心发生率为8.7%,呕吐发生率为(6.5%),皮肤黏膜改变发生率为10.9%,比较两组患者不良反应发生率,差异有统计学意义(χ2=38.758,P<0.05)。详见表2。

2.4.6 A型FMDV 3A蛋白氨基酸位点变异性分析

对2015—2016年7株A型FMDV的3A蛋白,用MegAlign软件进行氨基酸位点变异性分析,用A/TUR/43/95株作为FMDV的参考株。结果同样表明,7株A型FMDV均属Ⅰ型毒株,其3A蛋白氨基酸存在较多缺失。Ⅱ型毒株的3A蛋白只有1个氨基酸的缺失。

以SPSS 19.0统计学软件统计计算数据。肺部感染、泌尿系统感染、胃肠综合征等术后并发症情况以及护理满意度以(%)形式表示,进行 χ2检验;切口拆线时间、住院时间、血糖水平以(±s)形式表示,进行 t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

3 讨论与结论

2015—2016年间检测到的11株O型FMDV属于耿马谱系,与历年流行毒株相似性均低于95%。氨基酸突变位点集中于 138~139,153~156 aa,位于RGD两侧决定病毒感染细胞特性的关键区域[10]。O型FMDV的3A基因未发现氨基酸缺失。7株A型FMDV同属于Asia型,变异程度相对较低,为96.4%~99.8%,氨基酸变异同样包括了RGD两侧的 138~139,153~156 aa区域[11]。7 株 A 型口蹄疫3A基因均出现了不同程度的缺失。

华南地区在2010年以前,口蹄疫流行毒株均为新毒株谱系或泛亚谱系,2010年后耿马谱系毒株在广东猪群大规模流行[12]。石庆伟等[13]于2014年检出2株O型耿马系FMDV和本研究检出的11株O型耿马系FMDV突变程度大,说明了广东地区耿马系毒株开始大规模流行。A型口蹄疫近年来被官方报道流行于新疆、西藏和云南等地[14]。石庆伟等[13]于2014年检出3株A型口蹄疫,2015—2016年检测到7株A型FMDV,A型毒株在广东地区同样呈现流行趋势。广东部分地区口蹄疫病毒基因型复杂基因变异情况复杂,原有基因型FMDV未得到有效控制,新发基因型相继流行,由此导致广东地区FMDV预防控制困难[15]

本研究通过对FMDV遗传进化分析为我国FMDV流行病学的研究提供了基础数据,同时为临床上不同型疫苗的选择提供依据。

参考文献:

[1]陈豪泰, 张杰, 孙德惠, 等. 口蹄疫病毒基因组的遗传变异剖析[J]. 中国农业科学, 2008, 41(9): 2826-2834.

[2]董志强, 张志, 李晓成, 等. 口蹄疫检测技术研究进展[J]. 中国动物检疫, 2007, 24(3): 48-50.

[3]雷连成, 陈伟, 韩文瑜, 等. 家畜口蹄疫研究进展[J]. 中国预防兽医学报, 2001, 23(4): 77-80.

[4]李光金, 严维耀, 徐泉兴, 等. 以猪IgG重链恒定区为抗原载体的抗口蹄疫病毒DNA疫苗的研制[J]. 生物工程学报, 2001, 17(3): 322-324.

[5]卢永干. 用口蹄疫非结构蛋白鉴别康复动物与注射疫苗动物的研究及应用[J]. 中国兽医科技, 2000, 30(10):18-20.

[6]ANDINO R, RIECKHOF G E, BALTIMORE D. A functional ribonucleoprotein complex forms around the 5′ end of poliovirus RNA[J]. Cell, 1990, 63(2): 369-380.

[7]马鸣潇, 金宁一, 刘慧娟, 等. 口蹄疫病毒复合多表位DNA疫苗的设计及构建[J]. 中国生物制品学杂志,2007, 20(3): 190-194.

[8]马鸣潇, 金宁一, 沈国顺, 等. O型口蹄疫病毒O/LZ株拯救[J]. 畜牧兽医学报, 2008, 39(3): 333-336.

[9]王建东, 郭建宏, 杨春生, 等. 基因芯片技术及口蹄疫病毒基因芯片研究进展[J]. 动物医学进展, 2007, 28(z1):37-40.

[10]BAHNEMANN H G. Binary ethylenimine as an inactivant for foot-and-mouth disease virus and its application for vaccine production[J]. Arch Virol, 1975, 47(1):47-56.

[11]BARANOWSKI E, RUIZ-JARABO C M, SEVILLA N,et al. Cell recognition by foot-and-mouth disease virus that lacks the RGD integrin-binding motif: Flexibility in aphthovirus receptor usage[J]. J Virol, 2000, 74(4): 1641-1647.

[12]SUMMERFIELD A, GUZYLACK-PIRIOU L, HARWOOD L, et al. Innate immune responses against footand-mouth disease virus: Current understanding and future directions[J]. Vet Immunol Immunopathol, 2009,128(1/2/3): 205-210.

[13]石庆伟, 冯嘉萍, 陈耀, 等. 5株口蹄疫病毒VP1和3A基因的序列分析[J]. 中国预防兽医学报, 2016,38(8): 609-613.

[14]BARTON D J, FLANEGAN J B. Synchronous replication of poliovirus RNA: Initiation of negative-strand RNA synthesis requires the guanidine-inhibited activity of protein 2C[J]. J Virol, 1997, 71(11): 8482-8489.

[15]BARTON D J, O’DONNELL B J, FLANEGAN J B. 5′cloverleaf in poliovirus RNA is a cis-acting replication element required for negative-strand synthesis[J]. EMBO J, 2001, 20(6): 1439-1448.

 
李琪,谢增胜,石庆伟,陈耀,孙彦阔,冯松林,汪志,冀池海,刘艺兴,邢秀琳,张桂红
《华南农业大学学报》2018年第03期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号