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湖北和云南省蚊虫病毒宏基因组学研究及病毒分离

王玉娟

湖北和云南省蚊虫病毒宏基因组学研究及病毒分离

王玉娟1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

蚊媒病毒在全世界分布广泛,主要集中于中温带、亚热带和热带地区。其导致的疾病曾在多个国家爆发多次大流行,是全球面临的重大公共卫生问题。考虑到媒介昆虫和宿主的流动性,气候的变化,紊乱的生态系统,日益频繁复杂的人员流动,基因组的变异等情况,对中国境内虫媒病毒的流行病学调查亟待开展。因此本课题中选定中国中部代表地区湖北和西南边境代表地区云南作为虫媒病毒的监控对象,两地生境特征,优势蚊种等的明显差异能为中国蚊媒病毒研究提供更全面的信息。病毒宏基因组学在拓宽病毒信息和病毒与宿主的关系方面能提供很大的帮助。 本研究分别在2014年湖北省和2015年云南省采集牲畜棚和人群居住地的优势蚊种。对湖北省采集的蚊虫10,100只,云南省11,517只,进行病毒宏基因组测序分析,挖掘蚊虫体内的病毒多样性和新的潜在病原,为预防和控制该类疾病提供理论基础。通过对宏基因组数据的分析,序列比对,序列组装,共获得了22株新的病毒全序列和多条不完整新病毒序列。目前通过PCR鉴定和细胞培养,成功分离到3株新病毒,并对其展开了形态学及基因组学的研究。 分析发现,蚊虫中携带的病毒序列包括昆虫、植物、动物病毒,少量噬菌体,还有少量的真菌和原生动物病毒序列,表明蚊虫可携带和传播多种病毒,可潜在性感染脊椎动物,植物,昆虫等。比较不同地区同一蚊种病毒谱的差异发现,云南省三带喙库蚊病毒多样性更高,包含噬菌体,昆虫病毒,植物病毒和真菌病毒。湖北省三带喙库蚊携带病毒主要集中在昆虫病毒的弹状病毒科。云南省样品中发现的新病毒种类较多,不同地区同一蚊种携带病毒在科属上地域差异明显。同一地区不同蚊种比较发现:致倦库蚊,三带喙库蚊,骚扰阿蚊的病毒序列主要集中在负义单链RNA病毒中,弹状病毒丰度最高。中华按蚊中双链RNA病毒丰度最高,主要是呼肠孤病毒科。每个蚊种都有独自特有的病毒属,但是互相之间也存在交叉。湖北省中发现的脊椎动物病毒主要是猪细小病毒和指环病毒,此类病毒是否能通过蚊虫传播有待进一步的实验证明。 两省各发现两株东南亚十二节段病毒属的病毒,其中YN-Banna virus(暂命名)与已知的生物安全风险3级病原(Banna virus)核酸相似性为95%。云南省还发现一条Getah virus(Alphavirus,Togaviridae)序列。云南省人口流动,地理环境复杂,气候适宜蚊虫滋生,因此,媒介昆虫的持续性监测有利于对蚊传疾病的预防和控制。湖北省也成功分离到一株版纳病毒HB-Banna virus(暂命名),但其与分离自发热病人脑脊髓炎的Banna virus的核酸相似性只有75%。 经初步的细胞实验发现,其在C6/36细胞上的病毒滴度和毒力都远低于云南省毒株。通过比较基因组学挖掘基因与毒力等的关联,以用于预防和控制该类疾病。 湖北省分离鉴定出一株mesoniviridae的病毒。观察细胞病变,分析结构蛋白,病毒颗粒形态观察,细胞切片观察,基因组以及进化分析等,确定其为该科新的病毒种,且与该科其他已知病毒有很大的差异性,该病毒的发现为mesoniviridae的研究提供更全面的信息。

关键词

蚊媒病毒/宏基因组学/病毒分离

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授予学位

硕士

学科专业

生物工程

导师

胡晓敏

学位年度

2017

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

R3
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