周 宇,唐連飛,朱事康,朱中武,佟鐵鑄,禹思宇,劉 星,陳燕忠,鄒東輝,羅卓軍
(1.惠州出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心,廣東 惠州516006;2.湖南出入境檢驗(yàn)檢疫局,湖南,長沙410004)
豬博卡病毒(Porcine Bocavirus,PBoV)屬于細(xì)小病毒科、博卡病毒屬,為單股線狀無囊膜DNA病毒,基因組在5.2 kb左右[1],包括3個(gè)開放閱讀框(ORFs),分別編碼非結(jié)構(gòu)蛋白NS1,結(jié)構(gòu)蛋白VP1/VP2和磷酸化的非結(jié)構(gòu)蛋白NP1[2-3],NP1基因的功能尚不清楚,VP1/VP2基因是其主要的抗原基因。該病毒的理化性質(zhì)、致病機(jī)理和能引起的臨床癥狀尚不清楚,對該病毒的研究仍處于起步階段。2009年,瑞典科學(xué)人員首先發(fā)現(xiàn)了世界上第一例豬博卡病毒[4],2010年,翟少倫等[5]首次在我國191份疑似患高熱病的病料中檢出PBoV,胡軍勇等[10]在對豬腹瀉樣品進(jìn)行檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)PBoV的陽性率達(dá)到69.35%,表明該病毒在發(fā)生腹瀉的豬腸道內(nèi)普遍存在,雖然該病的致病性仍然存有爭議,但其經(jīng)常會與豬圓環(huán)病毒2型、豬輸血傳染病毒和豬繁殖與呼吸綜合征病毒等在豬體內(nèi)同時(shí)被檢出。此后在中國北京市、上海市、湖北省等相繼檢測到豬博卡病毒。2010年Shan等[9]在無臨床癥狀的豬糞便樣品中檢測到PBoV的廣泛存在,2011年張志等[6]從河南某豬場表觀健康豬樣品中檢測到PBoV,表明我國內(nèi)地已經(jīng)存在豬博卡病毒的感染。在基因分型上,翟少倫[7]等將其分為4個(gè)基因型,郝飛等[8]將其暫時(shí)分為7個(gè)基因型,國際病毒學(xué)分類委員會關(guān)于博卡病毒的分類方法按照非結(jié)構(gòu)蛋白編碼區(qū)NS1基因進(jìn)行分類,但也有學(xué)者提出人博卡病毒應(yīng)按照結(jié)構(gòu)蛋白編碼區(qū)VP1/VP2基因進(jìn)行分類。其基因分型還需要進(jìn)一步完善。
1.1 樣品 200份豬糞便樣本,分別采集自廣東粵東地區(qū)的豬群。用1mL PBS稀釋震蕩混勻,12 000 r/min離心5 min,取200μL上清液進(jìn)行病毒DNA抽提(采用天根生化科技(北京)有限公司的病毒DNA提取試劑盒)。
1.2 引物設(shè)計(jì)與合成 參照GenBank發(fā)表的豬博卡病毒序列,登錄號為:HQ223038和HM053693,使用Primer5.0引物設(shè)計(jì)軟件,分別針對NS1、NP1、VP1/VP2基因設(shè)計(jì)引物(如表1所示)。引物由英濰捷基(上海)貿(mào)易有限公司合成。-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 豬博卡病毒不同基因的PCR引物
1.3 PCR擴(kuò)增 PCR反應(yīng)體系為25μL,反應(yīng)體系中含:上游引物、下游引物各2.5μL,2*Mix 12.5μL,模板2.0μL,ddH2O 5.5μL。PCR擴(kuò)增條件為:NP1:95℃5min;94℃30 s,58℃30 s,72℃30 s,35個(gè)循環(huán);72℃10 min;NS1和VP1/VP2:95℃5 min;94℃30 s,58℃45 s,72℃90 s,35個(gè)循環(huán);72℃10 min。用1.5%瓊脂糖凝膠電泳觀察結(jié)果。
1.4 測序和分析 將陽性PCR產(chǎn)物送交英濰捷基(上海)貿(mào)易有限公司進(jìn)行測序,然后將序列進(jìn)行BLAST分析,并用DNAStar,MEGA5.1軟件進(jìn)行比對和進(jìn)化樹分析。參考序列選擇了自2010-2013年已公布的豬博卡病毒全基因序列。登錄號分別為:HQ223038,HM053693,HM053694,HM053672,HM053673,HM031134,JN831651,HQ291308,HQ29 1309,JF429834,JF429835,JF429836,JF512472,JF5 12473,JF713715,JF713714,JX854557,KC473563,KF206165,KF206155,KF206157,KF206167。
2.1 PCR擴(kuò)增 利用引物對所有樣品進(jìn)行PCR擴(kuò)增,有2份樣品可以擴(kuò)增出特異性條帶(見圖1,圖2,圖3),將兩份樣品分別命名為GD4和GD18。
2.2 遺傳分析
2.2.1 同源性比較 對GD4株和GD18株的NS1基因、NP1基因、VP1/VP2基因分別進(jìn)行測序,測得的片段長度與預(yù)期的目的片段長度一致。應(yīng)用BLAST和DNAStar分析軟件進(jìn)行相關(guān)全基因序列進(jìn)行同源性比較,發(fā)現(xiàn)GD4株和GD18株相關(guān)基因同源性較低,在34.9%~50.5%之間。GD4株與HQ223038、JX854557、HQ291308相關(guān)基因的同源性較高,96%~99.8%之間,與其他毒株同源性較低,在60%以下;GD18株與KF206167、HM053693、HM053694、HQ29 1309、KF206165、KF206155同源性較高,在89.6%~96%之間,與其他分離株的同源性較低,在60%以下。兩個(gè)毒株屬于不同的基因型,GD4株基因突變率較低,GD18株基因突變率較高。
圖1 NS1基因的檢測結(jié)果
圖2 VP1/VP2基因的檢測結(jié)果
圖3 NP1基因的檢測結(jié)果
2.2.2 氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹分析 應(yīng)用MEGA5.1分析軟件分別對GD4株和GD18株的NS1、NP1、VP1/VP2基因編碼的氨基酸序列與參考株進(jìn)行比對,繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹,發(fā)現(xiàn)只有HM031134(中國江蘇)株處于1個(gè)較遠(yuǎn)的分支。其他豬博卡病毒分為2個(gè)大分支,3個(gè)小分支,GD4株和GD18株的NS1和NP1處于1個(gè)大分支,不同的次分支,與多個(gè)歐洲株具有共同的祖先,在進(jìn)化的過程中出現(xiàn)分化;而與美國、香港株親緣關(guān)系較遠(yuǎn);VP1/VP2卻處于不同的大分支上。尤其是GD4株的VP1/VP2明顯的處于1個(gè)獨(dú)立的分支,預(yù)示其有自己獨(dú)立的遺傳演化趨勢(見圖4,圖5,圖6)。
圖4 NS1氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹分析
圖5 NP1氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹
圖6 VP1/VP2氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹
當(dāng)前對PBoV的研究還處于初級階段,主要研究病毒的形態(tài)和基因組情況,并建立了相關(guān)的檢測方法。本研究摘錄了NCBI公布的PBoV具有代表性的全部22條PBoV的全基因序列。通過核苷酸序列的同源性比較和進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn),HM031134株與其他PBoV株的同源性很低,同源性在5.0%以內(nèi),而且在進(jìn)化分支上相距較遠(yuǎn)并處于獨(dú)立分支。而PBoV的各不同分離株大體可分為3大分支,并且同一分支序列的相似性較高,同源性在80.0%以上,變異性較低,而在不同分支之間的核苷酸序列相似性較低;地域性差異并不大,如美洲、歐洲、亞洲、非洲的毒株處于同一個(gè)進(jìn)化分支;從目前公布的序列發(fā)現(xiàn),國內(nèi)存在的PBoV存在多樣性和在一個(gè)地區(qū)同時(shí)存在多個(gè)毒株的情況,如上海的兩個(gè)毒株HQ291308和HQ291309之間的差異顯著;河南株與香港、美國等某些毒株同源性較高,而與其他國內(nèi)毒株同源性較低,距離較遠(yuǎn)。本研究所得的兩個(gè)毒株之間具有明顯差異,分屬不同的基因型,并且兩個(gè)毒株均與歐洲株親緣關(guān)系較近,與美國、香港毒株關(guān)系較遠(yuǎn),推測認(rèn)為是由于豬的引種和貿(mào)易往來導(dǎo)致的;氨基酸系統(tǒng)進(jìn)化樹表明GD4株的VP1/VP2處于獨(dú)立的分支而其他兩個(gè)基因編碼的氨基酸卻在同一大分支上,懷疑該毒株可能存在基因重組的可能,并且該毒株與其他毒株的致病性可能不同。雖然已經(jīng)證實(shí)多種博卡病毒能夠感染并且導(dǎo)致宿主發(fā)生急性腹瀉[11-12],并且該病毒在發(fā)病豬群中的檢出率明顯高于健康豬群的檢出率,但對于豬博卡病毒是否能導(dǎo)致宿主腹瀉仍然存有爭議[13-14],需要進(jìn)一步深入研究。
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