葉星宇,聶 奎,聶福平
(1.西南大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,重慶 北碚400715;2.四川省廣元市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,四川 廣元628000;3.重慶市出入境檢驗(yàn)檢疫局,重慶 江北400020)
2009年,瑞典的Blomstroem等人從患PMWS病豬的淋巴結(jié)中分離得到一株新的細(xì)小病毒,將其暫命名為豬博卡樣病毒(Porcine Boca-like Virus)[1]。隨后,通過對(duì)其接近全長(zhǎng)的基因組進(jìn)行擴(kuò)增和測(cè)序,證明了該病毒屬于博卡病毒屬,與犬博卡病毒的親緣關(guān)系較近,因此正式命名為豬博卡病毒(Porcine Bocavirus,PBoV)[2]。目前在歐洲、北美、中國(guó)、中國(guó)香港已經(jīng)有PBoV感染豬群的報(bào)道,并且PBoV在患病豬中的感染率高于健康豬中的感染率,因而推測(cè)PBoV可能與某些病原體起到協(xié)同致病的作用。但幸運(yùn)的是,至今尚未見有PBoV感染人的報(bào)道。
研究證實(shí),PBoV為單股線狀DNA,其基因組大小為5.2 kb左右,包含3個(gè)開放閱讀框,ORF1編碼非結(jié)構(gòu)蛋白(NS1),ORF2編碼2個(gè)衣殼蛋白(VP1和VP2),中間開放閱讀框(ORF3)編碼一個(gè)高度磷酸化的非結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì)(Nuclear Protein 1,NP1)[3-4]。穩(wěn)定的NP1基因?yàn)椴┛ú《舅赜?,?duì)于NP1遺傳進(jìn)化的研究有助于了解PBoV在國(guó)內(nèi)豬群的流行的傳染源以及其遺傳變異規(guī)律,為PBoV的科學(xué)防控提供參考。本試驗(yàn)通過設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物,對(duì)重慶地區(qū)豬群中豬博卡病毒部分NP1基因進(jìn)行克隆及遺傳變異分析,報(bào)告于下。
1.1 血清來源 血液樣本采自重慶市某規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng),離心后分離血清,分裝并置于-20℃凍存?zhèn)錂z。
1.2主要試劑 DNA提取試劑盒、r Taq DNA聚合酶、DNA片段回收試劑盒、感受態(tài)細(xì)胞JM109、pMD19-T載體試劑盒,均購自寶生物工程(大連)有限公司;UNIQ-10柱式質(zhì)粒小量抽提試劑盒,購自O(shè)mega公司;氨芐青霉素(Amp),購自Invitrogen公司。
1.3引物的設(shè)計(jì) 根據(jù)GenBank已公布的PBoV-NP1基因序列,利用DNAStar和Primer 5.0軟件在其保守序列設(shè)計(jì)一對(duì)特異性引物。上游引物PBoV-F:5'-AAGGACATCTCCGAAAC-3',下游引物PBoV-R:5'-ATGAATGCCAGTGAAA-3',預(yù)計(jì)擴(kuò)增片段大小為257 bp。引物由寶生物工程(大連)有限公司合成。
1.4 病原體DNA抽提和PCR擴(kuò)增 按TaKaRa公司(大連)的病毒基因組提取試劑盒說明書,從豬血清提取病毒DNA。以提取的DNA樣品為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,反應(yīng)條件為:95℃5min;94℃30 s、56℃30 s、72℃60 s,共40個(gè)循環(huán);72℃延伸10min。PCR產(chǎn)物用10 g/L瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
1.5 PCR產(chǎn)物的克隆與測(cè)序 用DNA回收試劑盒回收PCR產(chǎn)物,與pMD19一T載體進(jìn)行連接;將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化到大腸埃希菌JM109感受態(tài)細(xì)胞,37℃培養(yǎng)12 h,挑取上述轉(zhuǎn)化平皿中的白色菌落,接種到含有Amp(100μg/mL)的LB液體培養(yǎng)基中,37℃振蕩培養(yǎng)過夜至混濁,提取質(zhì)粒送寶生物工程(大連)有限公司測(cè)序。
1.6 生物信息學(xué)分析 從GenBank獲取已公布的PBoV序列及HBoV、PPV序列(見表1),并對(duì)本試驗(yàn)的PboV-NP1(CQRC1-7)基因序列與公布的PBoV基因序列及HBoV、PPV基因序列進(jìn)行同源性比較和系統(tǒng)進(jìn)化分析。
2.1 NP1部分基因的克隆 用PCR方法擴(kuò)增出PBoV-NP1部分基因片段,大小約為257 bp,與預(yù)期片段大小一致(圖1)。
表1 本試驗(yàn)中用于PBoV系統(tǒng)進(jìn)化分析的序列信息
圖1 重慶地區(qū)部分豬血清樣本PBoV的PCR檢測(cè)結(jié)果
2.2 PBoV-NP1基因核苷酸序列分析
2.2.1 PBoV-NP1基因序列同源性比較 測(cè)得7個(gè)豬博卡病毒重慶株NP1部分基因片段序列,擬命名PboV-NP1(CQRC1-7)。測(cè)序結(jié)果顯示,PboVNP1(CQRC1-5)及PboV-NP1(CQRC7)與PBoV瑞典標(biāo)準(zhǔn)株GU902968序列完全一致,PBoV-NP1(CQRC6)在NP1基因的第236位堿基及第269位堿基與GU902968僅有2個(gè)堿基不同(圖2)。
CQRC1-7與PBoV瑞典株GU902968同源性為99.2%-100%,CQRC-6與CQRC1-5及CQRC-7僅有2個(gè)堿基不同,同源性為99.2%。CQRC1-7與其他PBoV瑞典株及中國(guó)株的同源性均在97.3%以上,CQRC1-7與HBoV瑞典株同源性僅為32.3%~34.6%,與PPV的同源性較低,表明本試驗(yàn)擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)的基因較為保守(圖3)。
圖2 PBoV-NP1(CQRC1-7)與PBoV瑞典標(biāo)準(zhǔn)株NP1部分基因序列比對(duì)
圖3 豬博卡病毒NP1部分基因同源性比較
2.2.2 PBoV-NP1基因遺傳變異分析 PBoV-NP1(CQRC1-7)基因遺傳變異分析結(jié)果顯示,PBoVNP1(CQRC1-7)與HBoV st1株形成一簇,3株P(guān)PV NADL-2株與PPV中國(guó)株親緣關(guān)系很近,但其與博卡病毒屬成員的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),所以這4株P(guān)PV聚在一起形成另一簇;PBoV-NP1(CQRC1-7)與GenBank公布的9個(gè)PBoV瑞典株及中國(guó)株在一個(gè)分支上,HBoV st1株單獨(dú)形成一個(gè)分支;其中,PBoV-NP1(CQRC1-5)及PBoV-NP1(CQRC7)與PBoV瑞典株(GU902968)親緣關(guān)系非常近,聚在一個(gè)分支上,PBoV-NP1CQRC6與PBoV-NP1(CQRC1-5)及PBoV-NP1(CQRC7)屬于不同的分支。PBoV-NP1(CQRC1-7)與PBoV瑞典株及中國(guó)株在同一分支上,表明PBoV的NP1基因遺傳變異較小(圖4)。
圖4 豬博卡病毒NP1基因發(fā)育進(jìn)化樹
2.3 PBoV-NP1基因氨基酸序列分析 PBoV瑞典株sw90_1株NP1基因推導(dǎo),NP1蛋白全長(zhǎng)218個(gè)氨基酸,本次試驗(yàn)獲得的基因片段編碼NP1基因第30位點(diǎn)至111位點(diǎn)的82個(gè)氨基酸,根據(jù)16株P(guān)BoV的NP1基因的核苷酸序列推導(dǎo)了其所編碼的氨基酸序列。結(jié)果顯示,各毒株氨基酸序列之間比較,共有10個(gè)位點(diǎn)的氨基酸發(fā)生了變異,同源性在87.8%~100%之間。
2010年,Blomstroem等發(fā)現(xiàn)了PBoV的一段編碼218個(gè)氨基酸的開放閱讀框,并證實(shí)為NP1基因,且與人類博卡病毒NP1基因序列相近,基因組兩端具有2個(gè)分別編碼NS蛋白和NP蛋白的開放閱讀框NP1基因具有較好的穩(wěn)定性,是成為疫苗和藥物作用的良好靶點(diǎn)[5]。通過對(duì)本次試驗(yàn)分離的7個(gè)病毒株NP1部分基因的測(cè)序與分析,發(fā)現(xiàn)7個(gè)PBoV-NP1部分基因片段其與NCBI公布的PBoV序列同源性達(dá)到97.3%~100%,其中與瑞典標(biāo)準(zhǔn)株(GU902968)同源性最高,為99.2%~100%,表明重慶地區(qū)流行的豬博卡病毒可能與PBoV標(biāo)準(zhǔn)株的親緣關(guān)系很近,推測(cè)重慶地區(qū)豬群中感染的PBoV可能是通過國(guó)外品種引進(jìn)或者進(jìn)口國(guó)外動(dòng)物性產(chǎn)品而傳播感染豬群,因此,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)國(guó)外引種及進(jìn)口動(dòng)物性產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢疫,加強(qiáng)境岸檢疫,防止特定病原傳入國(guó)內(nèi)。該試驗(yàn)也表明PBoV的NP1基因核酸序列可能比較保守,遺傳進(jìn)化速度較慢,與同科的其他病毒做遺傳變異分析,形成相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)分支,為豬博卡病毒NP1基因功能的進(jìn)一步研究奠定了一定的基礎(chǔ)。
[1]Blomstrom A,Belak S,F(xiàn)ossum C,et al.Detection of a novel porcine bocalike virus in the background of porcine circovirus type 2 induced postewaningmultisystemic wasting syndrome[J].Virus Research,2009,146:125-129.
[2]Blomstrom A,Belak S,F(xiàn)ossum C,etal.Studies of porcine circovirus type 2,porcine boca-like virus and torque teno virus indicate the presence ofmultiple viral infections in postweaningmultisystemic wasting syndrome pigs[J].Virus Research,2010,152:59-64.
[3]林峰,曾愛平,楊恩,等.WLL-1株博卡病毒(Boeavirus)全基因組序列分析[J].病毒學(xué)報(bào),2007,23(1):1-3.
[4]羅迪賢,劉巧突,林應(yīng)標(biāo),等.人類博卡病毒基因組序列與進(jìn)化分析[J].實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué),2006,13(6):1430-1432.
[5]曾松林.豬新型細(xì)小病毒PHoV和PBoV診斷方法的建立、分子流行病學(xué)調(diào)查及基因組序列分析[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2010:4-5.