不同电泳带型草鱼呼肠孤病毒全基因组序列分析及基因分型研究

Hemorrhage disease of grass carp, caused by Grass carp reovirus(GCRV), leads to severe economic losses in grass carp farm industry in China. GCRV's frequent mutation, complicated etiology and lack of effective control measures are the main causes of a wide, rapid and continuous prevalence of this disease. GCRV is a double-stranded RNA virus with eleven segments, which has a special electrophoretic pattern in PAGE (Polyacrylamide gel electrophoresis) analysis. Our previous studies showed that three types of electrophoretic patterns of GCRV RNA were isolated from 2007 to 2011 and sequenced partially or completely. The sequence analysis result revealed a close relationship between electrophoretic pattern and genomic signature. For further understanding of the genomic signature of GCRV, all GCRV strains which had been isolated and will be isolated in the next three years, will be analysed by PAGE method. The representive GCRV strains which have different electrophoretic pattern will be selected and sequenced completely Finally, the genotyping of GCRV will be discussed on the basis of the difference between these strains' genome signature. Therefore, this research is not only significant to deeply understand GCRV's genetic variation, but also provide a theoretical support for study on epidemiology and development of the prophylactic and therapeutic treatment of GCRV.

由草鱼呼肠孤病毒（GCRV）引起的草鱼出血病给我国草鱼养殖造成了巨大的经济损失，变异迅速和复杂的病原学及缺乏有效的防控措施是导致其广泛、快速、持续流行的主要原因。GCRV 是分11个节段的双链RNA病毒，经聚丙烯酰胺凝胶电泳呈现特定电泳带型。本研究组对2007-2011年分离到的3类不同电泳带型的GCRV 部分毒株进行了全基因组或部分节段的基因序列分析，发现电泳带型和基因组特征之间存在密切关系。拟继续对以前分离的毒株及未来3年内分离到的新毒株进行电泳带型分析，对不同电泳带型的GCRV代表株进行全基因组测序和特征分析，并基于各毒株全基因组序列和特征差异，对GCRV进行基因分型探讨。本研究不仅对深入了解GCRV遗传变异历程有重要意义，而且将为其分子流行病学研究和精准防控产品的研制奠定坚实基础。

本项目首先对2009年至2015年从全国各地分离的17株草鱼源呼肠孤病毒（GCRV）进行电泳带型分析，然后对电泳带型有差异的5株GCRV代表株进行全基因组测序，并同其它16株分离株进行基因组序列和特征比较；基于全部分离株的基因组序列和各节段基因序列编码的氨基酸序列构建遗传进化树，对GCRV进行基因分型分析。结果发现，21株GCRV分离株的SDS-PAGE电泳带型共分为3大类，带型相似的分离株之间还有不同程度的差异。对不同带型的分离株全基因组序列分析发现，基因组带型不同的分离株之间的核苷酸序列同源性和氨基酸序列同源性均小于50 %，而基因组带型相同，但各节段分布的位置有差异的分离株之间的核苷酸序列和氨基酸序列的同源性均在85%以上，且带型差异越大，其核苷酸序列和氨基酸序列的差异也越大。通过全基因组特征分析发现，3种基因带型的所有分离株各节段3’和5’末端均存在一段保守序列，同一种带型的不同分离株的末端保守序列和基因组特征基本相似，不同带型之间的分离株则存在一定的差异。此外，3’和5’末端的非编码区长度也和带型差异相关，带型不同的分离株，其非编码区长度不同，带型一致的则长度相似。我们还进一步发现，各分离株之间的基因带型差异、序列差异、基因组特征差异等，与地域和分离的时间没有明显相关性。系统进化树分析表明，不同节段所得的遗传进化树存在一定差异，除AGCRV外，根据所有节段构建的系统进化树均聚为3大类，即国内的GCRV共有3个基因型。.本研究全面了解和比较不同分离株基因组带型和全基因组序列差异，首次对草鱼呼肠孤病毒进行基因分型，不仅对了解GCRV的遗传变异历程有重要意义，而且将为GCRV分子流行病学研究和精准防控产品的研制提供理论依据。 .