我国部分地区PRRSV遗传变异分析及NSP9氨基酸突变对PRRSV致病性的影响

发布时间：2020-06-20 00:13

【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(PRRS virus,PRRSV)引起的一种重要传染病,给世界养猪业造成了巨大的经济损失,其主要临床表现为妊娠母猪的繁殖障碍和各年龄阶段猪的呼吸道症状。PRRSV为RNA病毒,其基因组在复制过程中容易发生突变,产生PRRSV变异株,并伴随着病毒生物学特性的改变。我国自1996年首次报道PRRSV后,相继出现一系列的PRRSV变异株,比如2006年爆发的高致病性蓝耳病变异株、近年来出现的NADC30-like PRRSV和GM-like PRRSV,毒株的多样性给PRRS的防控带来了很大的困难。为了解我国PRRSV的分子流行病学和遗传变异特征,本研究从临床样品中测得217条ORF5序列,以及从GenBank中获取的我国自1996年首次报道PRRSV以来至2016年12月的所有ORF5基因序列(n=2213,来自全国32个省份),并进行了系统分型和地理分布分析。结果表明我国北美洲型PRRSV可分为5个分支(lineage),分别为L1分支、L3分支、L5分支、L8分支和L9分支,各分支之间氨基酸同源性不超过90%。其中L8分支(HP-PRRSV)为我国PRRSV的主要分支,占所有毒株数量的85.6%;近年新出现的L1分支(NADC30-like PRRSV)与L3分支(GM-like PRRSV)毒株所占比例有明显的上升趋势。在L8分支(HP-PRRSV)中出现了与JXA1和HuN4等早期高致病性蓝耳病变异株差异较大的毒株,参照进化树拓扑结构,本研究以氨基酸同源性不超过96.5%为依据,将L8分支细分为7个亚分支(L8.1-L8.7),以便今后更好地监测HP-PRRSV的遗传变异情况。在此基础上,绘制出各省份出现的PRRSV分支情况,以及各分支PRRSV在各省总毒株中所占比例。同时参考毒株分离时间、遗传亲缘关系、猪只贸易等因素,绘制出不同分支PRRSV的可能的跨省传播路线。目前我国欧洲型PRRSV均为欧洲型L1分支。通过对北美洲型PRRSV全基因组序列(n=204)分析发现HP-PRRSV和经典PRRSV之间存在两个规律性的氨基酸突变,分别位于NSP9的第519位和第544位。基于HP-PRRSV HuN4株和经典PRRSV CH-1a株感染性克隆,构建了一系列的第519位或第544位氨基酸互换和缺失的突变病毒。发现缺失任何一个氨基酸都不能拯救出子代病毒。在Marc-145和PAM细胞上的复制动力学表明,以HuN4为骨架的突变病毒较其亲本复制效率明显降低,而以CH-1a骨架的突变病毒的复制效率明显提高。突变病毒的噬斑大小与其亲本病毒之间也存在明显差异。在仔猪感染实验中,通过感染突变病毒与亲本病毒的仔猪的临床症状、血清病毒载量、组织病理学和胸腺萎缩等指标检测,发现以HuN4为骨架的突变病毒对仔猪的致病性较其亲本明显降低。结果表明,NSP9中第519位和第544位的氨基酸是决定HP-PRRSV高复制效率以及高致病性的关键氨基酸。本研究较为系统地分析了我国1996年首次报道PRRS以来我国PRRSV的遗传变异情况,制定了高致病性PRRSV亚分支的分类标准,基本摸清了各省PRRSV本底,为我国PRRS的防控提供了理论支撑。首次鉴定出高致病性PRRSV的致病相关氨基酸位点,有助于了解高致病性PRRSV的分子致病机制。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S852.65
【图文】：

地理分布图,北美洲,地理分布,毒株

业科学院硕士学位论文第二章我国PRRSV遗传变异分析及NSP9氨基酸突变对PRRSV致现。还有一些省份，例如河南省和吉林省，有的分支病毒经由该省份传播至多个份发散出很多条传播路线），这也能反应这些省份是病毒传播的一个主要地区。除发现病毒的传播不完全依赖于地域的相邻性，例如 L9 分支病毒是直接由新疆省，这中间的其它省份并没有分离到 L9 分支的病毒。有文献报道，PRRS 可以通过生液以及空气甚至旅行乘客的衣服、鞋或其他物品上携带病毒等方式在全世界范围bina, 1997）。

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图 3 我国北美洲型 PRRSV 各分支毒株的地理分布Fig 3. Geographical distribution of PRRSVs in China

【参考文献】