Genetic Variation Analysis of 3D Gene and Molecular Detection of Porcine Kobuvirus in 2013-2014

[Objective] This study aimed to investigate the prevalence and variation of porcine kobuvirus （PKV） in suckling piglets in China. [Method] In 2013-2014, 224 feces samples from suckling piglets with diarrhea in 27 pig farms of five provinces in China were collected to detect 3D genes of PKV with RT-PCR method; the sequences and genetic variation of 29 PKV 3D genes were analyzed. [Result] Total positive rate of PKV in feces samples from suckling piglets with diarrhea was 65.18% （146/224）; total positive rate of PKV in pig farms was 85,2% （23/27）; nucleotide sequences and the deduced amino acid sequences of 29 PKV 3D genes shared 87.0%-100% and 92.7%-100% homologies with six PKV-related 3D sequences, respectively. [Conclusion] PKV infection is prevalent in suckling piglets in China; PKV 3D genes exhibit high diversity.

2015—2017年东北地区PKV流行情况调查及其VP1基因的遗传变异分析

为了解我国东北地区猪嵴病毒(PKV)的流行情况及其VP1基因的遗传进化特征,试验通过巢式RT-PCR法对2015—2017年采集自中国东北地区(黑龙江省、吉林省、辽宁省)的122份样品进行PKV检测,分析PKV感染与腹泻的相关性,并针对PKV VP1基因进行遗传进化分析。结果表明:利用RT-PCR法检测本试验采集的122份样品,扩增PKV 3D基因的PCR产物经1.2%琼脂糖凝胶电泳,得到的目的片段与预期大小相符。PKV总检出率为88.5%(108/122),其中腹泻样品和健康样品的阳性率分别为87.9%(94/107)和93.3%(14/15)。通过卡方检验分析发现,PKV的感染与腹泻发生不存在统计学相关性(P>0.05)。本试验鉴定的7株PKV的VP1基因核苷酸同源性为80.8%～99.9%,推导氨基酸同源性为86.6%～99.6%。PKV毒株被划分为4个进化分支,本试验鉴定的7株PKV毒株在1,3,4分支均有分布。说明PKV在中国东北地区猪群中有较高的感染率,且其毒株呈现出遗传多样性。

猪嵴病毒VP0基因的原核表达及间接ELISA检测方法的建立

本研究旨在建立一种检测猪嵴病毒(PKV)抗体的间接ELISA检测方法。通过原核表达系统表达PKV VP0基因作为包被抗原,并通过Western blot鉴定证明重组蛋白与PKV阳性血清能发生良好的特异性反应。优化反应条件,得出PKV VP0间接ELISA检测方法最适反应条件是抗原包被浓度为0.62μg/mL,血清稀释浓度为1∶200,最佳酶标二抗稀释浓度1∶5000,使用5%脱脂奶粉作为封闭液37℃孵育1 h,显色10 min,当检测样品OD_(450)<0.225判定血清样品抗体为阴性,OD_(450)≥0.225判定血清样品抗体为阳性,且特异性高、重复性好,与Western blot符合率达到95.6%。PKV VP0蛋白间接ELISA方法的建立,作为一种操作简单,灵敏度高,特异性高,重复性好的血清学检测方法,为PKV的监测和预防提供了技术支持。

猪库布病毒RT-PCR检测方法的建立及湖北省流行病学初步调查

根据猪库布病毒的3 D基因设计1对引物,建立了两步法RT-PCR检测方法,使用该方法分别对CSFV、PRRSV、JEV、SIV、PEDV、TGEV、GARV阳性模板及包含猪肠道病毒3 D基因和口蹄疫病毒3 D基因的重组质粒进行PCR检测,结果从以上9种常见猪病病原的阳性模板中均不能扩增出323bp大小的PCR产物,说明该检测方法的特异性很好,能够用作临床样品的检测。敏感性试验显示,本试验建立的检测方法能够检测到的模板最低质量浓度为180fg/mL。应用该方法对湖北省各大猪场进行了临床病料检测,在采集的165份病料中有118份样品检测为猪库布病毒阳性。在4个发生腹泻疫情的规模化猪场进行了分群抽样调查,结果显示,猪库布病毒在猪群中集中分布在发生腹泻疫情的猪群,说明猪库布病毒和现阶段的腹泻疫情有紧密的联系。

2012年猪嵴病毒流行病学调查及3D基因的遗传变异分析

为了解猪嵴病毒(PKV)的流行及变异情况,本研究根据PKV的3D基因保守区域核苷酸序列设计一对特异性引物,并利用RT-PCR方法对2012年来自24个省市84个猪场的病料样品共计236份进行3D基因的检测。结果显示:在236份病料中,共有63份为PKV阳性,阳性率为36.69%;而在检测的84个猪场中,共有36个猪场显示PKV阳性,猪场阳性率为42.85%。此外,对2012年分离的9个PKV部分3D基因进行测序分析,并与GenBank中登录的人、牛、猪以及鼠等嵴病毒株相关序列进行遗传变异分析。结果表明9个PKV 3D基因与国内外其他PKV株无论是在核苷酸水平上还是在氨基端水平上均具有较高的同源性,表明PKV的3D基因具有较高的保守性,可以作为病原检测的靶基因。

猪Kobu病毒感染概况

猪Kobu病毒是小核糖核酸病毒科Kobu病毒属成员,是2008年从匈牙利健康猪群中分离到的新病毒,目前在一些亚洲和欧洲的国家均报道了本病毒感染的发生。论文重点对猪Kobu病毒在猪群中的感染状况进行了综述,该病毒在临床表现正常的猪群或表现腹泻病症的猪群均出现较高的阳性率,可能在猪的胃肠炎致病作用中充当了一定的角色。

猪嵴病毒福建株3D基因的克隆及遗传进化分析

根据GenBank中登录的猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)3D基因序列特征设计特异性引物,采用RT-PCR方法从福建省某猪场采集腹泻粪便样品和小肠组织混合物中扩增猪嵴病毒3D基因,将扩增后的目的片段克隆后进行序列测定。结果表明,所扩增的目的片段编码有完整的3D开放阅读框,全长为1 407bp,编码有468个氨基酸。运用生物信息学软件,将获得3D基因序列和GenBank的猪嵴病毒株3D基因序列进行分析比较,该毒株的3D基因序列和SH-W-CHN/2010/China毒株的核苷酸同源性最高,为93.6%,与WH1株核苷酸同源性最低,为92%。从遗传进化上看,猪嵴病毒和其他中国株在遗传进化上处在一个同一分支,匈牙利分离株处在另一分支,表明猪嵴病毒可能在欧亚大陆上各自独立进化。

猪嵴病毒实时荧光定量RT-PCR方法的建立

目的本研究根据GenBank中登录猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)株的3D蛋白序列基因特征,设计特异性引物,建立基于SYBR GreenⅠ检测PKV的实时荧光定量RT-PCR方法。结果该方法检测PKV的3D基因在6.42×102～6.42×108拷贝/μL范围内有很好的线性关系,其扩增相关系数为0.999,扩增效率为100%,扩增产物的融解曲线分析只出现1个单特异峰,融解温度为(84.94±0.24)℃,对传染性胃肠炎病毒、猪轮状病毒、猪圆环病毒、猪繁殖与呼吸综合症病毒、猪伪狂犬病毒、猪瘟病毒均检测不到荧光信号,特异性强。所建立实时荧光定量RT-PCR方法组内变异系数为0.26%～1.14%,组间变异系数0.63%～1.79%,重复性好。结论本方法的建立为PKV的早期诊断及定量分析PKV感染水平和确定感染靶器官提供新的检测方法。

猪嵴病毒和猪星状病毒双重RT-PCR检测方法的建立

为建立同时检测猪嵴病毒(PKV)和猪星状病毒(Ast V)的检测方法,本研究根据PKV 3D基因和Ast V ORF2基因设计了两对特异性引物,通过优化反应条件,首次建立了PKV和Ast V双重RT-PCR检测方法。该方法可以同时扩增出PKV的358 bp和Ast V的938 bp特异性片段,而对猪伪狂犬病病毒、猪流行性腹泻病毒、猪传染性胃肠炎病毒及大肠杆菌等病原核酸扩增结果均为阴性,具有较强的特异性;对PKV和Ast V的最低检出量分别为1.51×106拷贝/μL和1.19×106拷贝/μL;利用该方法和单项RT-PCR方法对35份来自四川省部分猪场的仔猪腹泻病料样品进行检测。结果显示,PKV和Ast V的阳性检出率分别为80%和31.4%,两者符合率为100%。本研究建立的方法对PKV和Ast V的鉴别诊断和混合感染检测具有重要的应用价值。

猪嵴病毒PCR检测方法的建立及其应用

本研究根据GenBank上猪嵴病毒核苷酸序列设计了一对特异性引物,建立猪嵴病毒的PCR检测方法。该方法特异性强,敏感度高,重复性好。应用该PCR方法对2010年在上海周边地区采集的116份猪粪样品进行检测,结果45份为猪嵴病毒阳性,表明上海地区猪群中猪嵴病毒相当流行。本研究建立的PCR方法可以用于猪嵴病毒的流行病学监测。

猪嵴病毒RT-PCR检测方法的建立及应用

根据GenBank中登录的猪嵴病毒3 D基因保守序列,设计合成1对引物,以腹泻哺乳仔猪的小肠为起始材料,建立了猪峭病毒的RT-PCR检测方法,并用该方法对收集的50份哺乳仔猪腹泻样本进行检测。结果显示,该方法对模板的最小检测量是2.3pg,检测猪其他常见致腹泻病毒均为阴性,同一样品3次试验结果一致;所扩增的序列经测序分析均为猪嵴病毒的3D核苷酸序列;仔猪腹泻样本的猪嵴病毒检出率达58%。结果表明,该方法敏感度高、重复性和特异性良好,可用于猪嵴病毒的分子流行病学调查和临床病例的快速诊断。

四川部分地区新生仔猪病毒性腹泻的病原学诊断

根据参考文献合成5对针对猪传染性腹泻病毒(PEDV)M基因、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)S基因、猪轮状病毒(PRV)VP4基因、博卡病毒(PBoV)VP1/VP2基因、猪库布病毒(PKoV)3D基因,可分别特异扩增出大小为467 bp、1 062 bp、750bp、496bp和323 bp的DNA片段的特异性引物,对四川部分地区2011年10月至2012年5月新生仔猪腹泻病例样本进行RT-PCR、PCR检测和透射电镜观察。检测结果显示,SC1、SC2猪场的病例样本均扩增出PKoV 3D基因特异性DNA片段,均未扩增出TGEV、PRV、PBoV的特异性DNA片段,仅SC1猪场有1份样本扩增出PEDV M基因的特异性DNA片段。测序结果表明,扩增出的PKoV 3D基因特异性DNA片段大小为323 bp,与GenBank登录序列同源性均在95%以上;扩增出的PEDV M基因特异性DNA片段大小为467 bp,与GenBank登录序列同源性均在98%以上。透射电镜观察结果显示,两个猪场样本均可见有直径大小为25、30 nm的球形病毒颗粒。结果显示,此次四川部分地区猪场发生的病毒性腹泻病例均存在PKoV感染,说明PKoV与此次疫情有紧密联系。

猪嵴病毒VP0基因的克隆与序列分析

本研究根据猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)VP0基因序列特征设计特异性扩增引物,采用RT-PCR方法扩增猪嵴病毒VP0基因全长编码区。将特异性扩增目的片段克隆后进行序列测定,将结果进行拼接后获得猪嵴病毒VP0基因全长并进行相关生物信息学分析。所扩增的目的片段编码有完整的VP0基因开放阅读框,全长为1 098bp,编码有366个氨基酸,理论等电点为6.71,理论分子质量为38.489ku,不稳定系数为34.65,最大疏水指数为2.622,最小疏水指数为-2.122。将获得的VP0基因和GenBank中的猪嵴病毒代表株VP0基因序列进行核苷酸同源性比对和遗传进化分析,其与HNXX-4核苷酸同源性最高,为89.1%,与S-1-HUN核苷酸同源性最低,为81.1%。从遗传进化上看,猪嵴病毒VP0基因在遗传进化上呈两个独立的基因亚群,猪嵴病毒中国分离株在两个遗传基因亚群上均有分布。

猪嵴病毒非结构蛋白2C的生物信息学分析

本研究运用RT-PCR方法从猪嵴病毒感染阳性样品中扩增出其非结构蛋白2C全基因,并将其克隆到T载体后进行序列测定。研究结果表明,猪嵴病毒非结构蛋白2C全长为1005bp,编码335个氨基酸。所编的非结构蛋白2C大小为36.9297ku,理论等电点为7.18;不稳定系数为39.41,属于稳定蛋白质类;脂肪族氨基酸指数为87.10,平均亲水性为-0.242。与其核苷酸同源性最高的是CH/HZ/2011株(GenBank登录号:JX827598),同源性为91.6%;同源性最低的是XX株(GenBank登录号:KC204684),同源性为88.8%。遗传进化分析结果显示,猪嵴病毒非结构蛋白2C在遗传进化树呈3个明显的结构分支,猪源嵴病毒匈牙利株和泰国株处于第Ⅲ遗传进化分支,猪嵴病毒中国分离株分处于第Ⅰ和第Ⅱ遗传进化分支,呈一定的区域流行性。

猪嵴病毒福建株全基因克隆及序列分析

目的为研究猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)福建株的基因组结构特征。材料与方法根据猪嵴病毒基因组特征设计特异性引物,运用RT-PCR方法,对猪嵴病毒福建株进行全基因克隆,并运用RACE方法对猪嵴病毒福建株的5’和3’末端进行扩增。结果与结论所获得的猪嵴病毒福建株基因组全长为8 210bp,其5’末端长度为576bp,3’末端长度为167bp,编码一个大的多聚蛋白,长度为7 467bp,编码2 488个氨基酸。其多聚蛋白核苷酸同源性和我国猪嵴病毒分离株CH/HNXX-4/2012(GenBank登录号JX401523)同源性最高,均为89.2%,和匈牙利猪嵴病毒分离株swine/S-1-HUN/2007/Hungary(GenBank登录号(GenBank登录号EU787450)同源性最低,达87.6%。

2014年～2016年山东省猪嵴病毒流行病学调查

为了解猪嵴病毒(PKV)在山东省内的流行情况,本研究根据PKV的3D基因保守区域设计一对引物,对2014年冬~2016年冬来自山东省350份病料样品进行RT-PCR检测和统计分析。结果显示:在350份病料样品中,PKV阳性率为56%(196/350),阳性猪场占80%(24/30);非腹泻猪个体阳性率(65.38%,153/234)明显高于腹泻猪个体阳性率(37.07%,43/116);育肥猪的PKV阳性率(97.50%)远高于哺乳期仔猪(45.40%)、断奶期仔猪(52.75%)以及成年猪(66.67%);夏秋季节采集的样品PKV检出率(71.94%)明显高于冬春季节(45.50%)。统计PKV与PEDV、TGEV混合感染结果显示,虽然PKV在非腹泻猪群中单独感染率(61.11%,143/234)远高于腹泻猪群(18.97%,22/116),但非腹泻猪群PKV与PEDV和TGEV的混合感染率却明显低于腹泻猪群。对5份PKV阳性样品的3D基因测序分析显示,5份阳性样品该基因核苷酸同源性为90.8%~99.7%,与GenBank中的参考株之间的核苷酸同源性为88.8%~94.1%。上述研究结果表明在山东省范围内PKV感染与猪腹泻之间无必然关系,PKV的3D基因进化与病毒株的分离年代和地域无明显相关性。

一例猪流行性腹泻病毒与猪肠道病毒9型、猪嵴病毒混合感染的诊断与分析

2018年初崇左市某家庭式养猪场发生腹泻疫情,初生仔猪水样腹泻,呕吐,脱水,消瘦,形成僵猪,大量死亡。为调查此次疫情发生的原因,试验通过临床剖检和实验室PCR/RT-PCR检测来进行分析。结果表明:临床剖检病变主要集中在小肠部位,肠系膜淋巴结肿大、充血,肠壁变薄。实验室检测发现存在猪流行性腹泻病毒、猪肠道病毒9型和猪嵴病毒的混合感染。结合本病例的流行病学数据、剖检病变及实验室检测结果,认为此次疫情主要由猪流行性腹泻病毒感染引起,部分病猪同时还感染猪肠道病毒9型和猪嵴病毒。说明应加强生物安全和提高仔猪免疫力以预防仔猪腹泻。

猪嵴病毒病原特性及检测技术研究进展

猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKV)是近年来在健康猪和腹泻猪粪便中新检测到的小核糖核酸病毒科嵴病毒属成员,可能引起猪的腹泻,对养猪业造成重大经济损失。研究发现,PKV广泛分布在猪中,在腹泻和临床健康猪中均已被检测到,阳性率从3.9%~100.0%各不相同。一个典型的PKV病毒粒子直径为30nm,基因组全长为8 120bp,包括1个含2 488个氨基酸的开放性阅读框(ORF);PKV是典型的小RNA病毒科的基因组结构:1个5′非编码区,1个L蛋白,结构蛋白P1(VP0、VP3和VP1),非结构蛋白P2(2A、2B和2C)和P3(3A、3B、3C和3D),1个3′非编码区和1个Poly(A)尾巴。PKV的2B编码区存在30个氨基酸的缺失,VP1蛋白是小RNA病毒科变异最频繁的结构蛋白,其含有主要的抗原表位,可促进机体产生中和抗体。检测PKV的方法有反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、TaqMan探针实时荧光定量RT-PCR和逆转录环介导扩增(RT-LAMP)方法。作者对PKV的分类学、流行概况、基因组结构、遗传特性及检测技术等研究现状做一简要概述,以期为进一步研究及了解PKV提供参考。

猪嵴病毒3C蛋白的原核表达及其结构分析

为获得猪嵴病毒3C蛋白并了解其晶体结构,本试验以中国西北地区猪嵴病毒swKoV CH441株RNA为模板,通过RT-PCR克隆出3C基因,将其连接到pMD19-T Simple Vector,通过PCR和双酶切鉴定后进行基因序列测定。选择测序正确的质粒经双酶切获得目的片段并将其连接到pET-30a载体以构建重组质粒,将重组质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导后,检测3C蛋白的表达情况。结果显示,本试验成功获得全长为576bp的3C基因,可编码192个氨基酸。SDS-PAGE结果显示,重组菌在37℃经0.5mmol/L IPTG诱导6h时重组蛋白表达量最高,表达的蛋白主要以包涵体的形式存在,大小约为28ku。生物信息学分析结果显示3C蛋白为不稳定的非分泌蛋白,没有跨膜区,有多个磷酸化位点,主要参与蛋白水解过程,不同嵴病毒株间3C序列差异较大。3C蛋白作为小RNA病毒的共同裂解酶,在病毒复制、转录、翻译及多聚蛋白成熟过程中起着极为重要的作用。本研究成功构建了3C蛋白原核表达载体并对其结构进行了预测为进一步制备猪嵴病毒3C蛋白晶体及研究其结构奠定了基础。

猪嵴病毒结构蛋白VP0与VP1原核表达及间接ELISA方法的建立

分别建立基于猪嵴病毒(PKV)结构蛋白VP0与VP1的间接ELISA检测方法。对PKV结构蛋白VP0与VP1的基因进行合成并连接至原核表达载体pET-32a后,转入感受态细胞BL21中,用IPTG诱导表达的重组蛋白经Ni柱纯化后,分别以重组蛋白pET-32a-VP0与pET-32a-VP1作为包被抗原,采用棋盘滴定法建立两种间接ELISA检测方法,并进行重复性、敏感性、特异性实验和临床检测。结果显示重组蛋白pET-32a-VP0与pET-32a-VP1抗原的最佳包被浓度分别为2 mg/mL和2.5 mg/mL,反应条件均为37℃、1 h;封闭液最佳条件为5%脱脂乳,37℃、2 h;血清最佳孵育条件为1∶200,37℃、1 h;二抗最佳孵育条件分别为1∶20000和1∶15000,37℃、1 h;最佳显色时间为10 min,两种间接ELISA检测方法临界值分别为0.306和0.277。试验结果表明本研究成功建立了能够有效检测PKV血清特异性抗体的间接ELISA方法,且方法具有重复性好、敏感性高、特异性强、稳定性好等特点,对今后PKV的临床诊断及抗体检测试剂盒的开发奠定了重要基础。