安徽省猪星状病毒遗传进化分析及荧光定量PCR检测方法建立

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星状病毒(Astroviruses,Ast V)是一种人畜共患病病原,常引发急性胃肠道疾病,是一种可感染多种宿主且广泛存在的病原体,Ast V的全基因组由3个开放阅读框(ORF1a、ORF1b和ORF2)组成。猪星状病毒(Porcine astrovirus,Po Ast V)是哺乳动物星状病毒属(Mamastroviruses,MAst V)的RNA病毒,共有5种基因型,被认为是一种与腹泻相关的病原体。目前安徽地区关于Po Ast V的遗传进化研究有限,有待对其进行深入研究。本研究在2020年10月~2021年7月间收集了来自于安徽省7个地市,总计19个不同规模养猪场的118份猪的粪便拭子样本,其中腹泻样本39份(33%,39/118),非腹泻样本79份(66.9%,79/118)。利用鉴定引物进行RT-PCR检测,结果显示有11份样本(9.3%)检出Po Ast V阳性,其中只有1例来自非腹泻育肥猪。在腹泻样本中阳性样本占20.5%(8/39),且这8例阳性样本均来自仔猪粪便。可见Po Ast V在仔猪中的感染率更高。本研究分别对检测到的3种基因型(Po Ast V-Ⅰ、Po Ast V-Ⅱ和Po Ast V-Ⅳ)进行扩增,利用Seq Man软件拼接得到的11株Po Ast V完整的全基因组序列,基因组全长在6.2-6.7kb,将其上传获得11个Gen Bank登录号。通过全基因组序列以及ORF2基因的遗传进化分析,发现在安徽省内主要流行的基因型是Po Ast V-Ⅱ。与Po Ast V-Ⅰ、Po Ast V-Ⅱ及Po Ast V-Ⅳ的全基因组核苷酸相似度最高的分别是84.5%(中国广西毒株)、80.8%(韩国毒株)和80.2%(中国江西南昌毒株)。通过ORF2同源性分析也证明了ORF2存在遗传差异性。使用RDP4.0软件对重组事件分析获得四个有潜在重组的毒株。ORF2选择压力分析发现,Po Ast V在系统进化中存在多个正向选择作用位点。B细胞表位残基上存在一个正向选择作用位点,说明PoAstV的免疫表位存在变异的可能。由于ORF2编码Po Ast V的衣壳蛋白决定病毒的免疫原性,故对衣壳蛋白的理化性质,抗原表位等一系列生物信息学相关内容进行预测分析。综上Po Ast V的ORF2基因揭示了潜在的遗传变异性和遗传异质性。本研究针对Po Ast V-Ⅱ型高度保守的ORF1b基因设计了一对特异性引物,建立SYBR Green I实时荧光定量PCR(RT-q PCR)检测方法。灵敏性实验中RT-q PCR的检测限是3.598×10~1拷贝/μL,利用相同引物及模板进行传统PCR的检测限为3.598×10~4拷贝/μL;将Po Ast V与猪腹泻相关病毒(PCV-Ⅱ、PBo V、PPV、PKV、TTSu V)为模板进行特异性试验,只有Po Ast V呈现扩增曲线;重复性试验中组内和组间的变异系数(Coefficients of Variation,CV)分别在0.12%~0.27%和0.07%~0.19%范围内。与传统PCR检测方法相比临床样本检测结果显示,RT-q PCR的检出率11%(13/118)高于传统PCR的检出率5.9%(7/118)。综上可知,本研究构建的RT-qPCR检测方法在灵敏度和重复性以及临床检测方面都更具优势,更适合作为一种快速、经济的PoAstV-Ⅱ型早期诊断手段。
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