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猪繁殖与呼吸综合征病毒nsp2、ORF5基因的遗传变异分析

蔡姗霞

猪繁殖与呼吸综合征病毒nsp2、ORF5基因的遗传变异分析

蔡姗霞1
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作者信息

  • 1. 华中农业大学
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摘要

猪繁殖与呼吸综合征(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome,PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的以母猪繁殖障碍和仔猪的呼吸系统疾病为特征的一种重要病毒性疫病,给世界各国的养殖产业造成巨大经济损失。为了能够更加深入的了解目前我国PRRSV的流行情况,为猪繁殖与呼吸综合征病毒的防控提供理论依据。我们对2016-2017年的PRRSV流行情况进行了检测,并研究和分析了其遗传进化规律。 在本研究中,2016-2017年,我们从河南、湖北、广东、安徽、上海等地的发病猪场收集了455份疑似发病猪的临床样品(肺或淋巴结),并对这些样品进行检测,其中有165份样品呈阳性,检测结果显示PRRSV总阳性率为36.3%。其中2016年的阳性率为35%,2017年阳性率为37%。依据nsp2基因序列特征,以类JXA1毒株为代表的高致病性PRRSV 2016-2017年在我国占比65%;类NADC30毒株在我国占比26.6%。选择不同地区不同猪场的部分阳性样品克隆扩增nsp2高变区基因片段和全长ORF5基因,获得nsp2基因氨基酸序列109株,ORF5基因氨基酸序列113株。通过氨基酸序列比对分析,nsp2氨基酸序列同源性为69.7%-99.8%,ORF5氨基酸序列同源性为78.9%-100%。进化树分析表明,所获得的毒株均属于美洲型毒株。通过nsp2氨基酸序列分析,绘制遗传进化树,将流行毒株划分为以JXA1和WUH3代表的亚群1,VR-2332和CH-1a为代表的亚群2以及CHsx1401和NADC30为代表的亚群3 ,分析发现目前我国绝大多数流行毒株的nsp2氨基酸序列存在与JXA1一致的不连续30个氨基酸缺失,除此以外,还有很大一部分毒株与NADC30产生的缺失一致,即在nsp2基因的323-433aa位缺失111个氨基酸,在481位缺失1个氨基酸以及533-551aa位缺失19个氨基酸,共缺失131个氨基酸。类NADC30 PRRSV毒株是否可能会成为将来我国主要流行毒株需要进一步监测和分析。 通过对ORF5基因进行遗传进化分析,发现目前GP5蛋白的流行毒株存在大量的氨基酸突变 ,且中和表位(S37H38I42Y43N44 )和非中和表位(A27/V27L28A29N30)的突变尤其显著,通过绘制ORF5基因的遗传进化树,分析发现流行毒株也可以划分以JXA1和WUH3为代表的亚群1,以CH-1a和VR-2332 为代表的亚群2以及NADC30和CHsx1401为代表的亚群3,但部分毒株的进化位置与nsp2基因的遗传进化位置有所差别。反映了其流行毒株可能存在一定程度的重组与变异。通过对糖基化位点的分析,发现类NADC30毒株为代表的亚群3多数含有3个糖基化位点,而类JXA1毒株的亚群1和PRRSV经典毒株的亚群2多数含有4个糖基化位点。其中所有毒株都含有44-46aa和51-53aa的糖基化位点。但是亚群1多数含有35-37aa糖基化位点,而亚群3绝大多数没有35-37aa糖基化位点。此外,通过对GP5蛋白113株毒株的TM区进行预测,发现有77株序列存在TM1(13-34aa)区,并且此区域内GP5蛋白的变异性较大。 本研究在对nsp2氨基酸进行分析的时候,发现有一株毒株不仅在480-521aa以及533-561aa有不连续的71个氨基酸缺失,还在795-808aa处以及827aa处有15个不连续氨基酸的插入,这是之前未发现过的一种情况,所以对此毒株进行了全基因组测序,另外还对一株类NADC30 PRRSV毒株进行了全基因组测序,其主要特征为nsp2基因存在独特缺失。同时对两个毒株的部分非结构蛋白和所有的结构蛋白基因进行了序列分析。 我们的研究表明,目前我国PRRSV毒株仍然以高致病性毒株JXA1以及新出现的类NADC30样毒株流行为主,并同时伴发新变异特征毒株,需保持密切关注和监测。PRRSV经过多种形式的变异以及重组,可能导致目前市场上的灭活疫苗和弱毒疫苗无法对新出现的变异株提供有效的免疫保护。通过本研究可以更好的帮助我们监测目前中国PRRSV的流行特点,为更有效的防控PRRSV提供一定参考价值。

关键词

猪繁殖与呼吸综合征/nsp2基因/ORF5基因/遗传变异

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授予学位

硕士

学科专业

兽医

导师

江云波/徐高原

学位年度

2018

学位授予单位

华中农业大学

语种

中文

中图分类号

S8
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