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四川地区1株虹鳟(Oncorhynchus mykiss)源传染性造血器官坏死病毒的分离鉴定

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摘要

1 文献综述

1.1 IHNV概述

1.1.1 IHNV的分布与危害

1.1.2 IHNV分类地位与生物学特征

1.1.3 IHNV基因组及编码的蛋白质特征

1.1.3 IHNV基因分型

1.1.4 IHNV流行特点

1.1.5 IHNV感染的症状与病理学变化

1.1.6 IHNV的诊断与防治

1.2 虹鳟病害研究概况

1.1.1 虹鳟养殖现状

1.1.2 虹鳟病毒性疾病

2 材料

2.1 实验动物

2.2 实验材料

2.3 主要试剂配制方法

3 方法

3.1 病原检测

3.1.1 寄生虫学检查

3.1.2 细菌学检查

3.1.3 病毒学检查

3.2 自然感染虹鳟的病理组织学检查

3.2.1 取材

3.2.2 石蜡切片制备

3.2.3 HE染色和读片

3.3 传染性造血器官坏死病毒的分离及鉴定

3.3.1 组织悬液的制备

3.3.2 鲤鱼上皮瘤细胞传代培养

3.3.3 组织悬液接种到EPC细胞单层

3.3.4 病毒液RT-PCR鉴定

3.4 回归试验

3.5 IHNV糖蛋与核蛋白基因的克隆及系统进化分析

3.5.1 引物设计及合成

3.5.2 RT-PCR扩增糖蛋白和核蛋白基因

3.5.3 扩增产物的克隆与序列测定

3.5.4 基因序列测定

3.5.4 糖蛋白基因系统进化分析和同源性比较

3.6 核蛋白基因生物信息学分析

4 结果

4.1 病原检测

4.1.1 寄生虫学检查

4.1.2 细菌学检查

4.1.3 病毒学检查

4.2 自然感染虹鳟的病理组织学检查

4.2.1 临床症状观察

4.2.2 组织病理学观察

4.3 病毒的分离及鉴定结果

4.3.1 病毒的分离

4.3.2 病毒液RT-PCR检测结果

4.4 回归试验

4.5 IHNV主要功能基因的克隆及系统发育分析

4.5.1 G和N基因的扩增、T-克隆与鉴定

4.5.2 “Mid-G”基因的系统发育和同源性分析

4.6 核衣壳蛋白基因生物信息学分析

4.6.1 氨基酸序列理化特性分析

4.6.2 保守结构域分析

4.6.3 信号肽分析

4.6.4 跨膜区域分析

4.6.5 疏水性分析

4.6.6 抗原表位分析

4.6.7 糖基化及磷酸化位点的预测

4.6.8 系统发育和同源性分析

5 讨论

5.1 IHNV的诊断

5.2 IHNV感染的病理损伤

5.3 IHNV的系统发育分析

5.4 IHNV N蛋白基因生物信息学分析

6 结论

参考文献

致谢

作者攻读硕士学位期间发表的学术论文

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摘要

2013年,四川成都彭州某冷水鱼养殖场虹鳟暴发一种流行性传染病,具有发病率和死亡率高的特点(幼鱼和鱼苗死亡率分别高达40%和80%)。对送检样品进行剖解和组织病理学观察。典型表观临床症状表现为体色发黑,腹部膨大,体表多处出现瘀点,病程长的病鱼肛门到尾鳍基部大面积出血,吻部溃烂、出血,部分病鱼眼眶充血,肛门处流出淡黄色粘液便。剖解后可见膘膜、腹膜、心包膜、脑膜、脂肪组织严重点状出血,肝脏发白,脾脏发黑肿大,肾脏肿大、淤血,部分病鱼可见心脏出血点,胃胀气膨大,肠道呈明显的出血性-卡他性炎,肠壁变薄,剖开胃和肠道可见透明淡黄色粘液。组织病理学观察发现头肾、肾、肠道、脾和肝脏等器官的损伤非常显著。典型病理变化表现为头肾实质大面积变性、坏死;肾小管上皮细胞变性、坏死、脱落,间质造血组织坏死;肠道肠粘膜上皮细胞变性、坏死、脱落,粘膜下层聚集大量坏死的嗜酸性颗粒细胞;脾广泛变性、坏死,巨噬细胞侵润,肝细胞变性,坏死形成局灶性的坏死灶,并在肝细胞胞浆发现包涵体。其临床症状和典型的病理组织损伤与传染性造血器官坏死病毒(infectious hematopoietic necrosis virus,IHNV)感染类似。
  参照Williams等的方法合成三对检测虹鳟病毒性疾病的引物,针对IHNV、传染性胰腺坏死(infectious pancreatic necrosis virus,IPNV)与出血性败血症病毒(viralhemorrhagic septicemia virus,VHSV)的多重RT-PCR检测显示自然发病鱼为IHNV阳性,测序后的扩增产物与GenBank中进行Blast比对,扩增序列与IHNV核蛋白(Nucleoprotein,N)基因同源性为99.9%。取病鱼的肝、脾组织研磨过滤菌后接种到鲤鱼上皮瘤细胞(epithelioma papulossum of carp,EPC),盲传3代出现典型的坏死,脱落,形成空斑等细胞病变效应(cytopathic effect,CPE)。并将病变细胞悬液腹腔注射20尾健康虹鳟,注射组均表现为急性死亡(累计死亡率=75%),试验鱼出现与自然发病鱼相同的症状而对照组无异常。提取病变细胞和人工感染病毒的RNA进行多重RT-PCR鉴定,结果显示位于约371bp处均可见特异性DNA扩增条带,与IHNV预期大小一致。本节利用鲤鱼上皮瘤细胞从患病虹鳟分离了一株传染性造血器官坏死病毒,命名为LQN131107,经人工感染试验和多重RT-PCR鉴定进一步确定该病的病原是IHNV。
  参考GenBank中IHNV核蛋白基因开放阅读框(open reading frame,ORF)的序列(登录号:KJ441078)设计引物,RT-PCR扩增获得IHNV-LQN131107株核蛋白全长基因,纯化后克隆至pMD19-T载体中进行序列测定。生物信息学分析结果显示:IHNV-LQN131107株核蛋白基因的序列长度为1176 bp,编码391个氨基酸残基,富含亮氨酸(11.80%)、丙氨酸(10.50%)、谷氨酸(9.50%)、甘氨酸(9.20%);包含1个保守结构域,为Rhabdo_ncap_2;核蛋白不含有信号肽,不存在跨膜区,亲水性大于疏水性;抗原表位预测结果显示其抗原性良好;修饰位点预测显示,存在1个潜在的N-糖基化位点、3个潜在的O-糖基化位点和18个潜在的磷酸化位点。参照Kolodziejek等的方法合成一对扩增部分糖蛋白基因的引物,RT-PCR扩增获得糖蛋白基因,纯化后克隆至pMD19-T载体中进行序列测定。通过软件构建糖蛋白“Mid-G”基因区域的系统发育树发现,LQN131107株与亚洲分离株聚为一簇,均属于JRt基因型;同源性分析表明该分离株与日中国株、日本株和韩国株具有相对最高核酸同源性。同时将核蛋白基因构建系统发育树结果显示LQN131107株与中国近年分离的IHNV株聚为一簇,也属于JRt基因型。

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