鸡传染性支气管炎病毒腺胃分离株的分子鉴定
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鸡传染性支气管炎病毒腺胃分离株的分子鉴定
中国农业科学+**(,()*):(L)++/a)((+0<&6$:&7FWI&<8H:8I7
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鸡传染性支气管炎病毒腺胃分离株的分子鉴定
程丽琴,周继勇,!"#$%&’’&,沈行燕,陈吉刚,张德勇
(浙江大学动物预防医学研究所,杭州
()**+,)
摘要:从发病鸡场中收集的腺胃肿大病料(编号为+-,.、,经匀浆和无菌处理后在012鸡胚中传(-,.和)-,/)代、分离和鉴定。结果显示,接种病料培养的鸡胚可干扰新城疫病毒的复制;这些分离毒株可与阳性标准参考株但表现出较低的中和反应能力。在理化和血凝特性等鉴定的基础上,参照已发表的345467896::6345抗血清反应,
毒株!"基因序列,设计并合成)对含有;<"=3和47>?3酶切位点的特异性引物,利用=@A1B=技术扩增到分离毒株(-,.、并将其<%EF片段插入到克隆载体G4H860<I&G:A0J(K)中,进行核苷+-,.、)-,/长度为)C,(’D的<%EF片段,酸序列的测定,确证所扩增和克隆的<%EF片段由),(*个碱基组成,并编码)条由L+*个氨基酸组成的多肽。与发现(-,.、M6$47$’中其它345!"基因序列进行比较,+-,.和)-,/毒株与所比较的345毒株核苷酸的一致性为氨基酸的一致性为./CPNO,,C.N。.(CLNO,,C.N,
关键词:鸡;传染性支气管炎病毒;=@A1B=;!"基因;克隆
!"#$%&#’()*’(’%+$(,-+,%-".!!/$0$".10.$%+,"&-2("0%*,+,-3,(&-1-"#’+$4.("5)*,%6$07("8$0+(,%&#&-B?;EMQ&AR&$,S?TU!&AV"$W,!"#$%&’’&,0?;EX&$WAV7$,B?;E!&AW7$W,S?FEM%6AV"$W
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;$<="(4-:B#&<’6$;3$\6<:&"8]4I"$<#&:&]5&I8];=@A1B=;!"W6$6;BH"$&$W
禽传染性支气管炎病毒(345)属于冠状病毒科套式病毒目冠状病毒属,其基因组是由大约+.CL’D的线状单链正股=EF组成,编码纤突蛋白(0)、膜蛋
白(d)和核衣壳蛋白(E)(种主要结构蛋白,其中0
糖蛋白又由0)和0+糖基化多肽组成。0)是通过是形成0球状末突起的主要部0+而连接到膜上的,
收稿日期:+**)A)*A)b
基金项目:国家自然科学基金资助项目((,,.**(*)、浙江省自然科学基金资助项目((,,P)))和浙江省重点科研资助项目(,,))*+*(*)
作者简介:程丽琴(),.+A),女,山西太谷人,博士研究生,主要从事动物病毒在转基因植物中表达方面的研究。周继勇为通讯作者,@6H-27^:
*b.)A/L,.)L,/;;A>7&H:‘V[#"8c[‘8C698C<$
$6期程丽琴等:鸡传染性支气管炎病毒腺胃分离株的分子鉴定$++)
分,是宿主的主要保护性抗原,也是!"#中和抗体和
[$%&]
血凝抑制抗体结合部位。从分子水平上研究对!"#基因!"基因的结构和分析其序列的同源性,
分型和免疫防治有良好的指导作用。近年来,国内许多学者发现一种以鸡腺胃肿大为致病特征的疾
[’%(]病,经分离鉴定病原,并从蛋白质、核酸角度分
!*"*#病毒血清交叉中和试验分别测定!"#5
78+、721:4、!"#5+,)-、&,)-、$,)(和.毒株的OZ/86 以每一病毒株$666L1Q$。固定病毒稀释血清,
OZ/86分别与不同稀释度的各毒株的阳性血清在按&-_中和反应$S。尿囊腔接种$6日龄鸡胚,
[$6]
报道的方法计算抗原相关值-。?H0[^22R
!*"*$分离毒株的血凝特性测定取第$6代感染
鸡胚尿囊液&666C,LD3离心&6LD3,上清液中加入终浓度为$a的胰蛋白酶,用$a的鸡&-_处理&S,
析了从腺胃分离的传染性支气管炎病毒(!"#)毒株
[)%$$]
与其它!"#的差异。为进一步分析腺胃分离的!"#毒株的特征,笔者将收集的腺胃病料进行了
病毒分离和!"基因克隆。
!
材料与方法
!*!
材料
!*!*!病料来源于不同地区鸡场采集病死鸡肿大的腺胃组织,分别编号为+,)-、&,)-和$,)(毒株;参考毒株为新城疫病毒(./#)012345&6毒株、!"#578+(9’$型疫苗标准株)、721:4
(肾型!"#毒株)和.
[$+]
毒株(浙江省分离并鉴定的肾型!"#毒株)均由本实验室保存;;<=种蛋购自山东家禽研究所;<=鸡实验场;;<=鸡!"#578+、721:4、>?)-$和.株以及
分离毒株+,)-、&,)-和$,)(阳性血清自制。
!*!*"大肠杆菌(#$%&’(%&()%*+(,#,%*+(*)/78!、@"1A4B0CD@:;E(F)由本实验室保存;GHI@1AB/.J<21KL4CHB4、
鼠源反转录酶(92123K59A1M5N.HB4)、限制性内切酶O02N(!$6P "1Q$)、"HL7(!$6P "
1Q$)、G’5/.J连接酶均购自9"!公司;=DCB:;:CH3R/.J;K3:S4BDBED:、P.!T58柱式/.J胶回收ED:、P.!T5$6柱式小量抽提ED:均购自上海;J.UV.生工生物公司;GN!W21C4HX43:购自U"!YV"NZ公司;T!JIAD0[<YN<ACD\D0H:D23ED:购自德国T!JUO.公司。!*"
方法
!*"*!野毒株的分离与传代将病死鸡腺胃组织按$]&(^]M)加入灭菌生理盐水制成匀浆,反复冻融&次;’_,$6666C,LD3离心$8LD3、取上清液过滤除菌,按$666!P L1Q$加入青霉素和链霉素。经尿囊腔接种$6日龄鸡胚,&-_继续孵化,每天照胚+次,剔除+’S死亡鸡胚,记录鸡胚死亡情况和胚体病变,收集死亡鸡胚尿液连续传代。!*"*"分离毒株对新城疫病毒的干扰试验按文献[’]的方法,将!"#5+,)-、&,)-、$,)(第$6代感染鸡胚尿囊液接种$6日龄鸡胚尿囊腔(6*+L1 枚Q$),&-_孵化$6S后再接种新城疫病毒012345&6毒株(每枚6*+L1),接种后继续孵化&‘S,收获鸡胚尿囊液,测定./#的血凝效价。
红细胞进行7J试验[’]
。!*"*%病毒N.J的抽提将无菌收集的感染鸡胚尿囊液融化,’_,$$666C,LD3,离心+6LD3,上清液转移入透析袋,加入蔗糖于’_浓缩病毒约+6%‘6倍,Q’6_备用。取浓缩后的病毒悬浮液(6"1,加入$L1GN!W21N4X43:试剂,按照说明书抽提N.J,进入反转录体系。
!*"*&NG5<YN参照已发表的!"#5"4HAR4::4株序列[$+],设计$对特异性引物,为了便于克隆,分别加入O02N!和"HL7!酶切位点。+段引物的序列分别为:<CDL4C;$VZ!UV8b:8b5UUJJGGYUJJJJYG5UJJYJJJJUJYJUJY5&b;<CDL4C;$VZ!UV&b:8b5YUUUJGYYJUJUJJYGUYYJYJJJYJG5&b。按反转录试剂盒要求合成0/.J第一链,取$6"1!"#5N.J,+"1下游引物,-6_变性$6LD3,迅速置冰上,稍离心,依次加入$6cdA\\4C’"1,N.HB4抑制剂$"1,$6LL21 ZQ$R.G<+"1,’+_温浴+LD3,快速加入959A1M5N.HB4,继续反应86%-6LD3,-6_水浴$6LD3以灭活反转录酶。取反转录产物0/.J+"1,$6c<YNdA\\4C8"1,$6LL21 ZQ$R.G<,+段引物各$"1,混匀,)8_反应8LD3,置冰上,
加入GHI@1AB/.J聚合酶(8P "
1Q$)6*8"1,混匀,加灭菌水到总体积861,覆盖86"1石蜡油,进入以下程序:)’_’8B,88_’8B,-+_+LD3,循环&6次后,-+_延伸$6LD3。<YN产物用$a的琼脂糖凝胶电泳检测。!*"*’<YN产物的克隆和序列分析用T!JIAD0[@ACD\D0H:D23ED:纯化<YN产物。纯化产物与克隆载体@"1A4;0CD@:;E(F)进行O02N!,"HL7!双酶切,割胶纯化,/.J胶回收ED:抽提,在G’5/.J连接酶作用下,$‘_连接过夜,连接产物转化感受态/78!,涂于含氨苄青霉素、e5XH1和!<GU的平板上,培养$‘%+6S,
挑选白色菌落,少量制备质粒/.J,用$a的凝胶电泳,
初步确认为重组质粒后,进一步用<YN和O02N!,"HL7!酶切鉴定。经酶切和<YN鉴
定后的阳性克隆送去上海申友生物公司测序,为了
"
?!=B
中国农业科学
分离病毒胰酶处理血凝特性
=D卷
保证测序的正确性,选择!个克隆进行测序,测序反应重复!次。应用"#$%&’%(%)%*+%(,%-(#./$0$)12345#&%21&6#%0(31$7#(890(815$(:;-$3#&,90$,1($0(<=>?<)和@A’%(%等软件进行分析。
表!
P#Q.%!O%U#’’.+30(#301(1237%R0&+$0$1.#3%$3&%#3%850373&/V$0(
血凝效价
O-303&%
!?B!>!D
AW
!B
!??!E!>!B
!E!E!>!B
!H!??!>!B
!H!E!E!B
!??!??!H!B
毒株
I0&+$0$1.#3%!KE>=KE>?KEH对照
!
!!"
结果与分析
分离毒株!"#$、!"#$、""#%对感染鸡胚的致病性病鸡腺胃悬浮液接种鸡胚后的死亡率随着传代
的增加而增加:从第?代到第<代,所有分离株死亡率仅!BC,平均死亡的时间为?=B7,从第D代到第?!代死亡率高达E!C。平均死亡时间主要集中在FDGDH7。接种后H8,
未死亡鸡胚发育迟缓、出现侏儒胚,畸形,紧压头部卷曲成“抱头状”。!!!
分离病毒株在鸡胚中对#$%复制的干扰作用;:I,.1(%=B接种组,
接种后=D7的血凝效价为!EG?B,平均滴度为!EJ==;而病毒株!KE>、=KE>和?K
EHL;:I,.1(%=B接种组,血凝效价分别为!DG>、!DG>和!HGE,平均滴度分别为!DJ<、!>J?>、!DG>和!HJ?>。
这些结果显示,!KE>、=KE>和?KEH分离株明显影响早期;:I在鸡胚中的复制。!J&
分离病毒的血清交叉中和试验
MNI4=KE>和?KEH毒株与O<!、O1.3%和;毒株的交叉中和试验的结果显示:?KEH毒株和=KE>毒株的抗原相关值为?!JH,与;毒株为=?JD!;=KE>毒株与O1.3%的抗原相关值为<?JHH。?KEH和=KE>毒株与其它病毒株的抗原相关值很低(表?)。
表"
病毒分离株与其它毒株的抗原相关性
P#Q.%?
-(30’%(0,&%.#3%8(%$$1237%R0&+$0$1.#3%$#(8137%&MNI$3�($
?KEH
=KE>O<!
O1.3%
;
?KEH?BB=KE>?!JHH?BBO<!!J?!JH?BBO1.3%?JH<?JHH<JHE?BB;
=?JD!
!JHH
?EJ!>
!>J<F
?BB
!!’
分离毒株&’%(!"#$、&"#$和""#%的血凝特性
分离毒株MNI4!KE>、=KE>和?KEH第?B代感染
鸡胚尿囊液未经胰酶处理不能凝集鸡红细胞;但是?C的胰酶处理后,
对鸡红细胞有凝集作用(表!)。!!(分离毒株)"基因的*+(,-*
用设计的特异性引物,以分离毒株MNI4!KE>、=K
E>、?KEH的S;-为模板,
进行SP4@AS扩增,均可得到大约?JETQ大小的!"基因条带,与预期大小相符。(图?)。
#:6#&T%&(?BBG=BBBQV);Q:MNI4?KEH株;,:MNI4!KE>株;8:MNI4=KE>株
"#(%#::;-U#&T%&;"#(%Q:?KEH0$1.#3%;"#(%,:!KE>0$1.#3%;"#(%8:=KE>0$1.#3%
图"&’%(!"#$,&"#$,""#%!!基因,-*产物电泳X0’J?
Y.%,3&1V71&%$0$12SP4@ASV&18+,3$120(2%,301+$Q&1(,7030$R0&+$0$1.#3%$
!J)重组质粒的克隆和鉴定
连接产物转化#$%&’(J:O<!,涂于含氨苄青霉素、Z4’#.和M@P[的固体"N培养基上,选取白色菌落,提取质粒,电泳初步筛选重组克隆。再用Y,1SM和N#UOM双酶切,可切出两个片段(图!),小片段与@AS产物大小一致(?JETQ),大片段与VN)大小一致,证实所得克隆中成功地插入了目的基因。!!$
&’%(!"#$、&’%(&"#$、&’%(""#%毒株核苷酸和推
导的氨基酸序列分析
核苷酸序列测定表明,=个毒株!"基因的全序列均为?E=B个核苷酸(!KE>、=KE>、?KEH毒株的[%(N#(T登录号分别为:-\BF=!!B、-\BF=!?H、
-\BF=!?E)
。它们与其它MNI毒株!"基因比较,发现MNI4!KE>、=KE>、?KEH与O<!、:F?、O?!B、N%#+8%33%
及]^E>?之间的同源性很高,在EDJ=CGEEJ>C之间,而与A+P!、[&#/和O1.3%之间的同源性较低,在>=JDCG>>JHC之间。比较推导的氨基酸序列发现,MNI4!KE>、=KE>、?KEH与O<!、O?!B、:F?、N%#+8%33%及]^E>?之间的同源性与它们的核苷酸序列同源性一致,也在EDJ=CGEEJ>C之间,但与A+3!、[&#/和
/+LF5的氨基酸的同源性较之与其核苷酸的同源性
低,在?BJMN7B=JON之间。(表@)。!)&
$"%!!基因进化分析
将-9;<=(>?、@(>?和A(>B毒株!"基因核苷酸序列与已报道的一些-9;毒株的相应序列差异指数
进行分析,建立了A@个毒株的系统发育进化树(图,其中,@)-9;<=(>?、@(>?、A(>B与PQ>?A、/R=、/A=S、
核苷酸水平上的同源性高达%MA亲缘关系最近,
(89:-9;<=(!:"!#$!%&’()*+,-./01$---2!3453;675:重组质粒双酶切产物>?、@(>?、A(>B、C!"基因)
"!15!:"!#$!%&’()*+,-./01$---2!3453;"!156<5:$0D5EF0+183+$<(89:-9;<=(>?,G*FE+H35*+#601!1FE@(>?,A(>B,C:AD515)
尽管它们的组织嗜性不同;与TGU=、>>JSN以上,
它们属不同血清型。/+LF5和V3!K毒株的关系较远,
$讨论与结论
图!I0DJ=
重组子!"#$"%&!’"#,$’"#,%’"&,(!!基因的双酶切鉴定
-$51F0H0*!F0+1+H35*+#601!1FE(89:-9;<!")$0D5EF5$6K)*+,-!1$9!#/-
来源于腺胃的=(>?、@(>?和A(>B毒株病料在
鸡胚中繁殖到第A=代,经理化特性、血凝特性测定,对新城疫病毒复制的干扰试验、抗原相关性等的分析和分离毒株!"基因的克隆及其序列测定,表明
表$不同$"%!!基因核苷酸和推导的氨基酸序列同源性A)
UW5W+#+L+DK+H1G*L5+F0$5!1$$5$G*5$!#01+!*0$E5XG51*5+HE5Y53!L-9;EF3!01E
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毒株
:F3!01EPQ>?A@(>?A(>B95!G$5FFT+115*F0TGU=%MAV3!K/A=S/R=/+LF52MA=(>?
A)
上三角核苷酸序列同源性;下三角氨基酸序列同源性!!!!!!UW5W+#+L+DK+H1G*L5+F0$5E5XG51*501G8853F30!1DL5;FW5W+#+L+DK+H$5$G*5$!#01+!*0$E5XG51*501L+Z53F30!1DL5
图$
I0DJ@
不同$"%!!基因进化树
UW58WKL+D515F0*F355+HA@-9;EF3!01E!**+3$01DF+FW503!"D515E
上述分离的毒株基本符合已报道的传染性支气管炎病毒特征。但分离毒株的热稳定性、酸碱及脂溶剂的敏感性、鸡胚的致病性等不同。同时从交叉中和试验结果看,分离的!"#$、%"#$和&"#’毒株在抗原性方面与已报道的()*毒株也存在较大的差异。
为了进一步研究和鉴定这些分离毒株,笔者在测定分离病毒株生物学及理化学特性的基础上,通过!"基因的克隆及序列分析发现,!"#$、%"#$毒株的核苷酸及氨基酸序列与嗜腺胃()*+,-#$&毒株的慧芳,朱坤喜.腺胃病变型鸡传染性支气管炎毒株2#3的研究.江苏农学院学报,&##/,&$(6):33S3#.
,I9A^,]8GH=T,<9G[<,,ID9-2,,I98GHA2,=8G]],]8GH)[,@J8G2Y,,I9T_.<;9:J7KDG2#3K;B8JGD\OIJON+7GJG\7O;JD9KMBDF7G;BJO9EJ;JK.#$%&’()$*#.(’/5%1/&.2%)8%&():$);(6):33S3#(JG?IJG7K7)),/,,&##/,&$
[/]朱国强,严维巍,孙龙生,王碧林,万洪全,周继宏,庄国宏,王
永坤.腺胃病变型鸡传染性支气管炎病毒变异株的比较研究.中国兽医学报,(%):!%%S!%/.&##’,&’
,I9A^,=8G]],<9G[<,]8GH)[,]8G2^,,ID9-2,同源性均达##./01##.$0,而&"#’只有#’./0。这与,-#$&、!"#$和%"#$毒株来源于同一地区和同一发病时间,&"#’毒株来源于不同发病时间和地点密切相关(,-#$&、!"#$和%"#$毒株&##$年采集自浙江省某县同一发病时间的不同地区鸡场;&"#’毒
株&##’年采集自杭州市近郊某鸡场[$,’]
)。同时,!"#$、%"#$和&"#’与呼吸型疫苗毒株23!、2&!4、56&、)789:7;;7的核苷酸及推导的氨基酸也具有很高的一致性,但从腺胃分离()*+!"#$、%"#$、&"#’及,-#$&毒株具有一个明显不同于其它()*的特征,是<&蛋白在&/!位突变为酪氨酸(=)[其它()*毒株在此位点为天冬酰胺(>)],这是否与组织嗜性的不同有关,尚待进一步研究。!"#$、%"#$和!"#’毒株与重组病毒?9@!、肾型AB8C和2DE;7毒株的核苷酸及氨基酸的同源性较低,说明()*+!"#$、%"#$、,-#$&毒株与其亲缘关系较远。!"#"$"%&"’
&]?8F8G8HI5,5FJKL-.?DBDG8FJB9K()*:FJB9KB7;8JGJGHKMJN7HEC+
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,7JXK;)UZ.[DO8;JDGD\8G;JH7GJOKJ;7K:7\JG7:PCG79;B8EJQJGHRDGD+OEDG8E8G;JPD:J7KDG;I7<&8FJ8GJG\7O;JD9KPBDGOIJ;JKFJB9KHEC+ODMDECM7M;J:7.#$%&’()$*+,’,&()-.&$)$/0,&##!,$%:3#&S3#/.
%]ZDDB7TZ,-8ONWDD:Z],2JE;5U.(:7G;J\JO8;JDGD\8RJGD8OJ:K
JGFDEF7:JG8K7BD;CM78G:G79;B8EJQ8;JDGKM7OJ\JO7MJ;DM7WJ;IJG;I7K&K9P9GJ;D\8FJ8GJG\7O;JD9KPBDGOIJ;JKFJB9K.1&23.4,5-.&$)$/0,&##$,&6!:!!6#S!!3/.
6]周继勇,于
涟,洪
建,叶伟成,张志育.传染性腺胃炎病毒
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林鉴非)
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