我国东北地区野生鸟类A亚群禽白血病病毒分子流行病学调查及env基因序列分析
2013-08-30高玉龙高宏雷秦立廷刘婉思李德龙曾祥伟王笑梅
杨 波,高玉龙,高宏雷,秦立廷,刘婉思,李德龙,高 奇,曾祥伟,王笑梅*
(1.东北林业大学野生动物资源学院,黑龙江哈尔滨 150040;2.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室/禽传染病研究室,黑龙江哈尔滨 150001;3.山东农业大学动物科技学院,山东泰安 271000)
禽白血病是由禽白血病病毒(Avian leukosis virus,ALV)引起的以造血细胞恶性增生为主的一类C型反转录病毒群(或肿瘤病毒群),包括淋巴细胞性白血病、成红细胞性白血病、成髓细胞白血病和髓细胞样白血病[1]。根据病毒的宿主范围及交叉中和试验等将ALV分为A~J 10个亚群,其中A亚群ALV(ALV-A)是禽白血病的主要病原体,以引发淋巴细胞瘤为主[2-3]。国内外众多学者在不同时间段分别鉴定了鸡群中ALV-A感染的存在,并且测定了鸡群中ALV-A分离株基因组序列。然而,以往的流行病学调查主要针对家禽和水禽,关于野鸟感染ALV-A的研究甚少,为了对野生鸟类ALV的流行情况和病毒分子特征进行研究,我们先后对在我国东北地区采集的野生鸟类样品进行检测,并对野鸟中ALV-A阳性样品进行env基因的序列分析。
1 材料和方法
1.1 病毒株与被检样品 被检样品采集自东北地区300只死亡野生鸟类,其中绝大部分来自各鸟类环志站保存的网捕过程中意外死亡的野鸟,一部分是林业主管部门处罚没收的非法猎杀的鸟类,一部分来自各疫源疫病监测站在巡查过程中发现已死亡的鸟类。野鸟的种类主要为雁形目中的野鸭和雀形目中的各种小型鸟类。在生物安全实验室内进行野生鸟类剖检,采集肝、脾等组织脏器。
1.2 主要试剂TaqDNA聚合酶、dNTP、ALV-p27抗原检测试剂盒购自IDEXX公司;T4 DNA连接酶、pMD18-T载体购自TaKaRa公司;DNA提取试剂盒、Plasm id Miniprep Kit和 DNA Gel Extraction Kit购自AxyGen公司;抗ALV群特异抗原p27的兔血清由哈尔滨兽医研究所惠赠;FITC标记的羊抗兔 IgG(IgG-FITC)购自Sigma公司;感受态细胞DH5α为本实验室保存。
1.3 引物设计及合成 根据文献由北京六合华大基因科技股份有限公司合成4对引物ALV-AF/ALV-AR[4]、 ALV-BF/ALV-BR[5]、 ALV-JF/ALV-JR[6]和ALVAENVF/ALVAENVR[7]。
1.4 病毒分离与检测
1.4.1 病毒分离培养野生鸟类组织研磨液病料处理具体步骤参照文献[6]。
1.4.2 ALV-p27 ELISA抗体检测按照试剂盒的说明书操作,以间接ELISA方法检测采集的样本的ALV-Ab抗体
1.4.3 间接免疫荧光试验(IFA)采用第3代病毒细胞培养物接种于DF1细胞中培养5 d,参照文献[6]的方法以ALV群特异抗原p27的兔血清作为一抗,以羊抗兔IgG-FITC为二抗(1∶150),进行IFA鉴定。
1.4.4 样品PCR鉴定以第3代病毒细胞培养物提取的总DNA为模板,按照DNA提取试剂盒说明书提取DNA,-20℃保存备用。以ALV-AF/ALV-AR、ALV-BF/ALV-BR、ALV-JF/ALV-JR 3对引物分别对样品进行PCR检测,进行ALV的亚群鉴定。
1.5env基因序列的扩增、克隆和序列分析 对检测ALV-A阳性的样品以ALVAENV F/ALVAENV R引物PCR扩增env基因,条件为:95℃5m in;95℃30 s、56℃ 30 s、72℃ 3 Min,30个循环;72℃10m in。PCR产物克隆入pMD18-T载体中,由北京六合华大基因科技股份有限公司测序。用DNAStar、Clustal X和MEGA 4.0软件进行序列分析。
2 结果与讨论
2.1 病料样品中ALV的分离和检测 采用ALV-p27 ELISA对收集的300份野鸟肝或脾组织研磨液样品检测,其中有两份样品呈阳性反应。
2.2 IFA检测结果 用ALV群特异抗原p27的兔血清做IFA结果显示,上述ALV-p27 ELISA阳性反应的两份样品在IFA检测中也均呈阳性。可见胞质中有色荧光、胞核无荧光的典型感染细胞(图1)。
图1 阳性样品感染DF1细胞的IFA结果(100×)Fig.1 The result of IFA of DF1 cellw ith positive samples(100×)
2.3 样品PCR检测结果 用扩增ALV-A、ALV-B和ALV-J 3对特异性引物进行PCR鉴定。结果表明,用ALV-A引物扩增的两份样品的片段与阳性对照大小一致(图2),ALV-B和ALV-J两对引物扩增没有特异性片段,进一步证明分离的病毒为ALV-A。分别命名为WB11031株和WB11149株。
图2 样品PCR检测结果Fig.2 PCR result of the samples
2.4 序列分析 经DNAStar软件分析,分离株WB11031和WB11149的gp85基因开放阅读框大小均为1 020 bp,编码340个氨基酸残基。与鸡的不同亚群ALV的参考株同源性比较表明,两株分离株的氨基酸序列与ALV-A的氨基酸序列同源性最高,为 91.1%~100%。而与 B、C、D、E、J亚群ALV的gp85编码序列的同源性仅为28.0%~80.3%。同时,gp85基因系统进化树分析结果表明,两株分离株均属于ALV-A(图3)。两株分离株的gp85基因与其他代表株比较存在点突变,其中分离株WB11031为C194T和T927C;分离株WB11149为T764C和A1002T,但均为沉默突变。两株分离株与美国MQNCSU株氨基酸序列相近。gp37基因较为保守,各病毒株氨基酸同源性为91.1%~92.1%,无缺失或插入突变。
现已知全世界有8条主要候鸟迁徙路线,中国湿地水鸟的迁徙路线主要分为东部、中部和西部3条路线[8]。经证明:分离株WB11031为来自赤颈鸭(Eurasian W igeon),分离株WB11149为来自绿翅鸭(Green-w inged Teal),赤颈鸭和绿翅鸭均属于雁形目(Anseri-formes)。据报道ALV主要通过垂直传播感染雏鸡,表现为持久的病毒血症,造成免疫抑制[9],所以该病毒可能对野生鸟类也存在类似危害。另外,候鸟种类和数量繁多,迁徙覆盖面积广泛,更有可能加剧家禽感染和传播禽白血病的危险性。
本文首次对野生鸟类感染ALV-A的情况进行检测和调查,结果显示我国东北地区野生鸟类存在ALV感染。虽然野生鸟类ALV检出率比较低(0.06%),但野鸟ALV的检测分析是一项重要的基础工作,积极开展这一研究,有助于对ALV的生态分布、传播扩散规律以及遗传进化等问题的深入研究。另外野生鸟类在越冬迁徙时是否作为该病毒的携带传播媒介,传染给迁徙途径地及最终目的地的家禽,或与家禽之间进行相互传播还有待进一步研究。
图3 WB11031和WB11149与鸡的不同亚群ALV参考株间gp85遗传进化树关系Fig.3 Phylogenetic tree based on gp85 gene for ofWB11031,WB11149 and chicken ALV reference strains of different subgroups
[1]Payne L N,Brown S R,Bumstead N,et al.A novel subgroup of exogenous avian leucosis virus in chickens[J].JGen Virol,1991,72(4):801-807.
[2]Fadly A M,Nair V.Leukosis sarcoma group[M].Saif Y M,Fadly A M,Glison J R,et al.Disease of poultry.12th.Blackwell Publishing Ames,2008:514-568.
[3]García M,El-Attrache J,Riblet S M,et al.Development and application of reverse transcriptase nested polymerase chain reaction test for the detection of exogenous avian leukosis virus[J].Avian Dis,2003,47(1):41-53.
[4]朱美真,吴玉宝,崔治中.地方品系鸡中一株A亚群鸡白血病病毒的分离和鉴定[J].中国动物传染病学报,2009,17(4):31-35.
[5]赵冬敏,张青婵,崔治中.芦花鸡中B亚群禽白血病病毒的分离与鉴定[J].病毒学报,2010,26(1):53-57.
[6]杜岩,崔治中,秦爱建,等.鸡的J亚群白血病病毒的分离及部分序列比较[J].病毒学报,2000,16:341-346.
[7]钱琨,朱钰峰,秦爱建,等.地方蛋鸡群中A亚群禽白血病病毒的分离与全基因组序列分析[J].中国兽医科学,2011,41(10):1005-1010.
[8]程成,张玉稳,柴洪亮,等.一株野鸟源H1N1亚型禽流感病毒的遗传进化特征及其系统学分析[J].东北林业大学学报,2011,31(1):102-106.
[9]李建亮,崔言顺.J亚群禽白血病研究进展[J].动物医学进展,2010,31(S):199-201.