猪流行性腹泻病毒全基因组序列分析及感染性cDNA克隆的构建

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猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)是冠状病毒的成员之一,能够引起各年龄的猪发生呕吐、腹泻和脱水,尤其是1周龄内的新生仔猪。新生仔猪的发病率和死亡率可达100%。该病毒给我国的养猪业造成了严重的经济损失。PEDV弱毒株(CV777-P125)、强毒株CH/S、流行毒株CH/FJND-3/2011全基因组序列的长度分别为27953个核苷酸(nucleotides, nt)、28026nt、28038nt。CV777-P125、CH/S、CH/FJND-3/2011全基因组序列与CV777的同源性分别为97.6%、97.2%、96.9%。CH/S、CH/FJND-3/2011与CV777-P125的序列同源性分别为97.7%、97.2%。CH/S与CH/FJND-3/2011的序列同源性为97.4%。CV777-P125、CH/S、CH/FJND-3/2011的5’非编码区(Untranslated region, UTR)由292nt组成,比CV777的少4nt。与CV777相比,CV777-P125在复制酶基因内缺失24nt、在S基因内缺失3nt、在ORF3内缺失49nt; CH/S在复制酶基因内缺失3nt;CH/FJND-3/2011在S基因内有碱基缺失和插入现象,导致S基因比CV777的长9nt。2011年27株地方流行毒株(包括CH/FJND-3/2011)S基因的长度在4146~4170nt之间,其中17株的长度为4161nt。根据S基因的系统发育树:27株流行毒株和33株参考毒株被分为2个大群(G1、G2);每个大群又分为2个亚群(G1-1、G1-2、G2-1、G2-2)。有17株在G1-1亚群中,和韩国2009年流行毒株的亲缘关系较近;3株在G2-1亚群中,和JS-2004-2, DX, LJB/03的亲缘关系较近;7株在G2-2亚群中,和弱毒株的亲缘关系较近。S基因序列分析结果表明:G1-1亚群内的17株毒株的S基因除存在碱基缺失和插入外,还存在大量的点突变。碱基缺失、插入和点突变主要集中在S基因N端的1100nt内部。G2-2亚群内的流行毒株与PEDV弱毒株的同源性较高,G2-1亚群内的次之,G1-1亚群内的最低。CV777-P125、CH/S、2011年流行毒株S蛋白上诱导中和抗体产生的抗原表位域(COE)、抗原表位(S1D5,S1D6,2C10)与CV777S蛋白上相应区域分析结果表明:29个毒株的COE序列没有氨基酸缺失和插入,但是存在氨基酸点突变,突变数目为7~13个;2011年流行毒株与CV777-P125的点突变氨基酸数目为0~8个,突变率在0%~5.71%。S1D5表位除在CH/HLJHG/2011中有1个点突变外,在其他流行毒株中则完全保守;S1D6表位在CV777-P125、CH/FJND-4/2011、CH/GXNN/2011、CH/GXWM/2011、CH/HNZZ/2011、CH/JL/2011中完全保守;而在其他毒株中则有2或3个点突变;2C10表位在所有毒株中非常保守。构建了含巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)早期启动子序列、PEDV5’端序列(402bp)、多克隆位点序列(SacII、MluI、NarI)、PEDV3’端序列(2434bp,含多聚腺苷化尾巴)、丁型肝炎病毒(hepatitis delta virus, HDV)核酶序列、牛生长激素(bovine growth hormone, BGH)终止和多聚腺苷化序列6个元件的中间质粒pBAC-PEDV-5’-3’。通过融合PCR得到构建全长cDNA克隆的4个片段(AB、C、D、E)。将4个片段依次连接到中间质粒pBAC-PEDV-5’-3’上,得到含全长cDNA克隆的重组质粒pBAC-PEDV-FULL。用该重组质粒转染Vero E6细胞拯救重组病毒,重组病毒能够引起Vero E6细胞发生病变,套式RT-PCR能够检测到重组病毒F2代的正链和负链RNA;通过电镜能够检测到重组病毒F5代的病毒粒子,F5代的5’端序列与重组质粒pBAC-PEDV-FULL、亲本毒株的同源性分别为99.9%、99.6%。利用引入的分子标签能够对重组病毒和亲本毒株进行鉴别诊断。上述结果表明我们已经成功构建了PEDV感染性cDNA克隆。
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