傅光華,程龍飛,溫名根,施少華,陳翠騰,傅秋玲,陳紅梅,萬春和,劉榮昌,林群群,黃 瑜
(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,福建福州350013;2.福建省禽病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州350013;3.福建省畜禽疫病防治工程技術(shù)研究中心,福建福州350013;4.江西省吉安縣畜牧獸醫(yī)局,江西吉安343100)
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雛番鴨基因IX型禽1型副黏病毒分離鑒定及F基因序列分析
傅光華1,2,3,程龍飛1,2,3,溫名根4,施少華1,2,3,陳翠騰1,2,3,傅秋玲1,2,3,陳紅梅1,2,3,萬春和1,2,3,劉榮昌1,2,3,林群群1,黃瑜1,2,3
(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,福建福州350013;2.福建省禽病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州350013;3.福建省畜禽疫病防治工程技術(shù)研究中心,福建福州350013;4.江西省吉安縣畜牧獸醫(yī)局,江西吉安343100)
摘要:自發(fā)病死亡雛番鴨中分離到一株(XBT14株)基因Ⅸ型禽1型副黏病毒,該病毒可引起雛鴨明顯神經(jīng)癥狀及急性死亡,致死率達(dá)44.4%;病毒融合(F)蛋白裂解位點(diǎn)處具有強(qiáng)毒株特有的多堿性氨基酸序列(112RRQRR↓F117),與GenBank數(shù)據(jù)庫中已發(fā)布的基因IX型毒株核苷酸序列同源性高達(dá)99.7%~99.9%,與基因VII型毒株核苷酸序列同源性為85.5%~86.6%。該分離株與近來報(bào)道的GD09-2等基因IX型毒株處于同一進(jìn)化分支。以上結(jié)果表明對(duì)水禽致死性的禽1型副黏病毒呈現(xiàn)基因型多樣性,水禽禽1型副黏病毒病的防控日益嚴(yán)峻。
關(guān)鍵詞:雛番鴨;禽1型副黏病毒;基因Ⅸ型;分離鑒定;F基因
禽1型副黏病毒(Avian Paramyxovirus type 1,APMV-1)又被稱為新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV),是禽類最為重要的烈性傳染性病病原之一。APMV-1可感染鳥目中大多數(shù)的物種,其中以火雞、雞及鴿子最易感[1]。盡管所有AP?MV-1分離株均為同一個(gè)血清型,但不同毒株間有顯著遺傳差異性。根據(jù)病毒基因組長(zhǎng)度及核酸序列可將現(xiàn)有的APMV-1分成I類和II類(Class I和Class II),I類分離毒株多為低毒力毒株?;诓《綟基因47-421位核酸序列差異的遺傳進(jìn)化分析,II類病毒可分為11種基因型(基因I-XI型)[2]。基因IX型APMV-1最早于1946年在中國(guó)雞群中分離獲得,其代表毒株是F48E8毒株。近年來該基因型的病毒在雞群和鴨群中的分離報(bào)道日漸增多[2-4],此外在野生鳥類也分離報(bào)道[5],不同毒株的致病性差異明顯。本研究室對(duì)分離自某肉鴨場(chǎng)17日齡病死番鴨的一株基因IX 型APMV-1進(jìn)行了血清學(xué)鑒定及病原RT-PCR鑒定,并測(cè)定了該病毒毒力及毒力相關(guān)基因序列,為深入了解基因Ⅸ型APMV-1的生物學(xué)特性及基因組分子特征提供科學(xué)依據(jù)。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和血清等9日齡SPF雞胚及1日齡SPF雞,購(gòu)自福州大北農(nóng)生物技術(shù)有限公司;7日齡雛番鴨,購(gòu)自非免疫種鴨場(chǎng),經(jīng)檢測(cè)APMV-1及其抗體均為陰性;禽流感病毒(H5、H7和H9亞型)、APMV-1標(biāo)準(zhǔn)陽性血清,購(gòu)自哈爾濱維科生物技術(shù)開發(fā)公司,減蛋綜合征病毒高免血清由本實(shí)驗(yàn)室制備保存?;騐II型APMV-1鴨源分離株FP1/02由本研究室分離保存。
1.2主要試劑DNA/RNA抽提試劑盒、Fast Pfu DNA聚合酶,購(gòu)自全式金生物技術(shù)有限公司,Su?perscript III反轉(zhuǎn)錄試劑盒,購(gòu)自Invitrogen公司,PCR產(chǎn)物回收試劑盒,購(gòu)自QIAGEN公司。
1.3樣品處理及病毒分離無菌采集發(fā)病鴨胰腺和肝臟,按常規(guī)方法[6]制備成含抗生素的懸液后,接種9日齡SPF雞胚,無菌收集24~120 h死亡雞胚尿囊液,分別在37℃和4℃下測(cè)定病毒對(duì)雞紅細(xì)胞、鴨紅細(xì)胞、綿羊紅細(xì)胞的血凝活性,病毒保存于-80℃?zhèn)溆谩?/p>
1.4病毒的鑒定參照文獻(xiàn)[6]進(jìn)行微量血凝(HA)測(cè)定,然后以4個(gè)血凝單位的分離毒分別與NDV陽性血清,AIV H5亞型、H7亞型、H9亞型陽性血清及EDSV-76等標(biāo)準(zhǔn)陽性血清進(jìn)行微量血凝抑制試驗(yàn)(HI)。參照DNA/RNA抽提試劑盒說明書提取樣品含毒尿囊液核酸,以此作為模板進(jìn)行病原檢測(cè)。參照文獻(xiàn)[7]對(duì)樣品檢測(cè)番鴨細(xì)小病毒、小鵝瘟病毒、產(chǎn)蛋下降綜合癥病毒、鴨瘟病毒、禽流感病毒、新城疫病毒、鴨甲肝病毒、鴨坦布蘇病毒和鴨呼腸孤病毒。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂凝膠純化后,回收PCR產(chǎn)物直接送生工上海生物工程有限公司進(jìn)行測(cè)序。
1.5病毒毒力及雛鴨致病性測(cè)定參照OIE于2012年頒布的APMV-1毒力評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)方法,測(cè)定毒株XBT14對(duì)1日齡SPF雛雞腦內(nèi)接種致病指數(shù)(ICPI),以此評(píng)估該毒株的毒力[8]。7日齡番鴨75只隨機(jī)分成3組,每組25只,攻毒組雛鴨通過肌注途徑分別接種0.5 mL毒株XBT14d或毒株FP1/ 02(含病毒5×106EID50);對(duì)照組鴨通過肌注途徑接種無菌PBS緩沖液,0.5 mL/只。各試驗(yàn)組動(dòng)物進(jìn)行隔離飼養(yǎng),連續(xù)觀察14 d,每天對(duì)各組動(dòng)物進(jìn)行觀察,及時(shí)記錄其發(fā)病情況、臨床癥狀及剖檢病變。
1.6病毒融合(F)蛋白序列測(cè)定與分析運(yùn)用Primer Premier 5.0軟件,根據(jù)GenBank上已發(fā)布的基因IX型禽1型副黏病毒F48E8毒株(FJ436302),GD09-2毒株(HQ317394)和JS/1/97/Ch(FJ436305)基因組序列,設(shè)計(jì)F基因特異性擴(kuò)增引物,上游為:5′-GTT AGC TCA CCT GTC TAT CGA GT-3′;下游為:5′-TCA CCC AAA TCC GGT AGT T-3′。引物由上海生工生物科技有限公司合成。
按照DNA/RNA抽提試劑盒使用說明提取病毒RNA,用6堿基隨機(jī)引物按照Transcript III試劑盒說明書進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄合成第一互補(bǔ)鏈cDNA,獲得的cDNA用1.6.1設(shè)計(jì)的引物進(jìn)行序列擴(kuò)增。反應(yīng)程序參照Liu等[2]提供方法進(jìn)行,PCR產(chǎn)物直接送至生工上海生物工程公司測(cè)序。應(yīng)用Lasergene 7.0軟件對(duì)該病毒基因片段測(cè)定結(jié)果進(jìn)行拼接編輯。使用Lasergene 7.0軟件分析擴(kuò)增的F基因核苷酸及推導(dǎo)氨基酸序列的分子特征等;采用MEGA 4.1軟件包中NJ程序分析XBT14株F基因與GenBank已發(fā)布的47株不同基因型的APMV-1的F基因序列同源性、遺傳距離,并構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。
2.1病毒的分離鑒定病料接種SPF雞胚48 h后開始出現(xiàn)死亡,死亡雞胚胚體全身出血,肝臟腫大、表面散布出血點(diǎn),至96 h后5枚雞胚全部死亡。該分離毒可凝集雞、鴨和綿羊紅細(xì)胞,HA效價(jià)分別為25,26和25;血清學(xué)試驗(yàn)表明,該病毒血凝活性可被APMV-1標(biāo)準(zhǔn)陽性血清所抑制,HI效價(jià)為27,而不被其他陽性血清所抑制;經(jīng)PCR檢測(cè)為APMV-1。
2.2XBT14毒株毒力及對(duì)鴨致病性結(jié)果表明XBT14毒株對(duì)1日齡SPF雞的ICPI值為1.67,參照OIE 2012頒布的毒力評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[8],即當(dāng)分離毒株的ICPI介于1.5~2時(shí),所測(cè)定毒株為強(qiáng)毒力AP?MV-1,毒株XBT14為強(qiáng)毒力毒株。雛番鴨接種XBT14后40 h~48 h出現(xiàn)強(qiáng)直性顫抖及偏癱等神經(jīng)癥狀,60 h后陸續(xù)出現(xiàn)死亡。剖檢病死番鴨可見胰腺表面散布大量針尖狀白色壞死點(diǎn)或出血點(diǎn),腸粘膜、腦膜等出血明顯,14 d后25只番鴨死亡了12只,死亡率為44.4%?;騐II型分離株FP1/02感染雛鴨后引起的臨床癥狀與病理變化與XBT14株相似,但雛鴨致死率較XBT14株高,為55.6%。
表1 不同基因型禽1型副黏病毒F基因序列比對(duì)分析?。?)
2.3病毒F基因序列特征克隆獲得的XBT14毒株F基因組全長(zhǎng)1 792 nt,與GenBank中發(fā)布的基因IX型其他毒株進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),F(xiàn)基因的起始序列為ACGGGTAGAA,終止序列為TTAAGAAAAAA,這與基因IX型其他分離株相同。F基因開放閱讀框架為1 662 nt,編碼553個(gè)氨基酸殘基,其蛋白裂解位點(diǎn)氨基酸序列為112 RRQRR↓F117,為強(qiáng)毒力毒株氨基酸基序,這與病毒毒力測(cè)定結(jié)果一致。應(yīng)用SignalP 4.0和TMHMM Server V2.0對(duì)F基因推導(dǎo)氨基酸序列分析表明,該蛋白的前31個(gè)氨基酸序列(1-31aa)為蛋白的信號(hào)肽序列,503-525位的氨基酸殘基構(gòu)成了該病毒的跨膜錨定區(qū)。在F蛋白胞外區(qū)存在5個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn)(85NRT87,191NNT193,366NTS368,447NIS449,471NNS473),F(xiàn)蛋白151-171位的氨基酸殘基序列(ILRLKESIAAT?NEAVHEVTDG)是APMV-1高度保守的具有中和活性的抗原表位[9]。
2.4序列同源性、遺傳距離及系統(tǒng)進(jìn)化分析將XBT14株與GenBank已發(fā)布的47株不同基因型APMV-1的F基因進(jìn)行比對(duì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該毒株與GD09-2等基因IX型毒株的F基因核苷酸及氨基酸序列同源性均在99.6%以上,各毒株間的遺傳距離僅為0.2%;與II類APMV-1其他基因型毒株F基因核苷酸同源性在85.5%~92.9%之間,氨基酸同源性在90.2%~95.4%之間,其中與早期基因型(III型和IV型)毒株的核苷酸序列同源性在91.6%~91.9%之間,遺傳距離均為8.3%,與基因II型的疫苗毒La Sota株F基因核苷酸同源性為87.8%,與晚期基因型(如Ⅶ型)毒株的核苷酸同源性最低,僅在85.5%~86.6%之間,遺傳距離為14.4%;與I類APMV-1 F基因核苷酸同源性在69.2%~70.0%之間,遺傳距離則高達(dá)27.4%,不同基因型APMV-1 F基因序列比對(duì)分析詳見表1。
基于XBT14株及47株病毒F基因47-420nt區(qū)域片段的系統(tǒng)進(jìn)化分析表明,XBT14毒株與GD09-2等IX型的毒株處于同一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)化分支,與基因I -IV型的早期基因型(Early genotype)病毒株共同構(gòu)成一個(gè)大的遺傳進(jìn)化分支,而基因V-VIII型等晚期基因型(Late genotype)毒株則構(gòu)成了另外一個(gè)遺傳進(jìn)化分支(見圖1)。
圖1 APMV-1 F基因的系統(tǒng)進(jìn)化分析
目前OIE采用病毒對(duì)1日齡SPF雞腦內(nèi)接種致病指數(shù)(ICPI)和病毒F基因裂解位點(diǎn)的氨基酸序列等指標(biāo)來評(píng)價(jià)所分離的APMV-1毒力,強(qiáng)毒力毒株的F基因裂解位點(diǎn)為多堿性氨基酸序列,其ICPI指數(shù)均在1.5以上,即對(duì)1日齡SPF雞表現(xiàn)為高致病性[1]。有學(xué)者認(rèn)為ICPI指數(shù)并不適合用于流行病學(xué)監(jiān)測(cè)過程中從健康家禽分離的AP?MV-1毒株毒力的評(píng)價(jià)[8]?,F(xiàn)有研究表明,所有的基因Ⅸ型APMV-1分離株F基因裂解位點(diǎn)均為多堿性氨基酸序列,但大多數(shù)的分離株對(duì)鴨致病性不強(qiáng)[2-4],對(duì)雞致病性也高低不一[2,3,5,10]。本研究所分離的番鴨源基因Ⅸ型毒株XBT14的F基因裂解位點(diǎn)為多堿性氨基酸序列,對(duì)1日齡SPF雞的ICPI值為1.67,仍然符合OIE的強(qiáng)毒力株判定標(biāo)準(zhǔn),且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明不僅可導(dǎo)致大量的雞急性死亡,還引起44.4%感染番鴨死亡,即對(duì)番鴨具有很強(qiáng)的致病性,致病性稍弱于同期感染的基因VII型毒株FP1/02。Zhang等[10]也報(bào)道1株基因IX型GD09-2毒株對(duì)北京鴨具有中等致病性,可引起北京鴨明顯的臨床癥狀及組織的病理變化,發(fā)病率達(dá)40%,病死率為10%。由此可見,當(dāng)前在鴨群中流行的APMV-1,除了基因VII型的毒株感染可引起鴨死亡外,部分基因IX型的毒株在遺傳演變過程中也逐步獲得了致死鴨的能力,這種致病性改變的分子基礎(chǔ)有待于進(jìn)一步深入分析。Yu等[11]研究表明,低毒力的水禽源APMV-1在雞體內(nèi)連續(xù)傳代后可顯著增強(qiáng)病毒毒力,這就預(yù)示著AP?MV-1在自然界的雞群和鴨群中交叉往復(fù)傳播過程中會(huì)出現(xiàn)毒力和致病性發(fā)生變異的可能。在我國(guó)農(nóng)村雞、鴨和鵝混養(yǎng)的現(xiàn)象較為普遍,這為APMV-1發(fā)生適應(yīng)性變異提供了極為有利的生態(tài)條件。因此,加強(qiáng)家禽尤其是水禽中APMV-1的監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)了解和掌握該病毒流行的優(yōu)勢(shì)基因型及其分子變異特點(diǎn),對(duì)我國(guó)家禽禽1型副黏病毒病的防控極其重要。
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Identification of genotype IX avian paramyxovirus type-1 and sequenceanalysis of theviral fusion gene
FU Guang-hua1,2,3,CHENG Long-fei1,2,3,WEN Ming-gen4,SHI Shao-hua1,2,3,CHEN Cui-teng1,2,3,F(xiàn)U Qiu-ling1,2,3,CHEN Hong-mei1,2,3,WAN Chun-he1,2,3,LIU Rong-chang1,2,3,LIN Qun-qun1,HUANG Yu1,2,3
(1.Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine,F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences,F(xiàn)uzhou 350013,China;
2.Fujian Provincial Key Laboratory for Avian Diseases Control and Prevention,F(xiàn)uzhou 350013,China;3.Fujian Animal
Diseases Control Technology Development Center,F(xiàn)uzhou 350013,China;4.Bureau of Animal Husbandry and
Veterinary Medicine of Zhaosu County of Jiangxi,Ji′an 343100,China)
Abstract:Recently,an avian paramyxovirus type 1(APMV-1)strain XBT14 was isolated from a dead duck.Animal experi?ment showed that this isolate could cause obvious clinical signs with acute death in seven-day old Muscovy duckling,with a mortal?ity rate of 44.4% . Sequence analysis showed that Fusion gene of the strain XBT14 contains multiple basic amino acids(112 RRQRR↓F117)at the cleavage site that implies the high pathogenic characteristics of the virus isolate.Homology analysis showed that the XBT14 shared 99.7% to 99.9% nucleotide acid identity with those of genotype IX viruses,while shared 85.5% to 86.6% homology with those of genotype VII strains(the currently dominant genotype in poultry). Phylogenetic analysis showed that the XBT14 strain was clustered with a genotype IX virus strain GD09-2.Our data indicate that the genotypic diversity of APMV-1 vir?ulent to waterfowl is increasing,and this will post a heavy threat on the disease prevention and controls.
Key words:duckling;avian paramyxovirus;genotype IX;isolation and identification;Fusion gene
中圖分類號(hào):S852.65+9.5
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):0529-6005(2016)05-0006-04
收稿日期:2016-02-26
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(30972203);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)(CARS-43);福建省農(nóng)科院青年英才計(jì)劃項(xiàng)目(YC2015-13);福建省農(nóng)科院“雙百”行動(dòng)項(xiàng)目(sbmn1626,sb?mx160)
作者簡(jiǎn)介:傅光華(1977-),男,副研究員,博士,主要從事動(dòng)物病毒學(xué)研究,E-mail:fuyuan163@163.com
通訊作者:黃瑜,E-mail:huangyu_815@163.com
Corresponding author:HUANG Yu