IBV S10株结构基因分析及荧光定量RT-PCR检测方法的建立

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选取本实验室一株从肾脏分离的鸡传染性支气管炎病毒(S10株),对该毒株进行分子生物学分析,研究其与国内外参考毒株间的同源性和系统发育关系;根据N基因序列,建立S10株荧光定量PCR的检测方法,并将该方法用于病毒含量的监测。对S10进行分段PCR扩增,克隆,运用生物信息学软件确定结构蛋白基因的ORFs(S,E,M,N),并和参考序列进行序列比对,同源性分析和构建系统进化树。与标准株M41序列相比,S1基因变异最大,存在较多碱基的插入,缺失和突变,在切割位点处有12个碱基的插入,S蛋白的切割识别序列为“SYSRR”;S2基因变异次之;N基因和E基因较为保守,E基因在310处出现6个核苷酸碱基的缺失;M基因最为保守,对M蛋白进行二级结构预测得出其跨囊膜3次。同源性分析,IBV-S10 S1,S2,E,N蛋白基因同台湾IBV(TW2296/95)和大陆分离的IBV(ck/CH/LHB/100801)均具有较高的同源性,核苷酸同源性在93.2%~95.4%之间,氨基酸同源性在89.8%~97.1%之间;M基因与美国分离株Ark DPI同源性最高;IBV-S10上述结构基因与我国大陆地区分离的流行株和常用疫苗株的核苷酸同源性均在90%以下,S1基因同源性更低。根据S1基因的进化树,表明IBV-S10与我国大部分地方分离株不在同一个分支上,与我国的疫苗株亲缘关系也较远,而与我国ck/CH/LMB/100801,CK/LSD/05I和台湾IBV亲缘关系较近,同属于一个基因型。  本研究建立的IBV-S10荧光定量RT-PCR方法具有快速、灵敏、特异,能够定量测定病毒核酸。通过设计和合成检测引物和探针,优化反应体系和条件,进行特异性,敏感性,重复性试验;同时应用体外转录技术构建RNA标准品,建立标准曲线;初步探索FQ-PCR测定的病毒核酸与EID50测定的效价之间的相关性。结果表明,建立的标准曲线为:Y=-3.288 log X+41.03(X为起始模板拷贝数的对数值;Y为Ct值),扩增效率E=101.4%,相关性系数为R2=0.999,表明优化好的体系和条件可以保证有效地扩增IBV-S10的RNA模板;该方法检测IBV-S10为阳性,其他21种鸡病原核酸检测为阴性,显示该方法具有良好的特异性;应用FQ-PCR方法和普通RT-PCR方法同时对样品进行检测,FQ-PCR可以最低可以检测到101.31EID50/0.1mL的病毒量,比普通RT-PCR方法高1个数量级;组内组间变异系数在1.7%~5.7%之间,表明建立的荧光定量检测方法和标准品具有良好的重复性和稳定性;通过对IBV FQ-PCR与EID50两种方法进行相关性分析,发现两种方法所得数据之间的相关系数为0.91,经显著性检验(t检验),t值为5.69(P<0.01),说明两者相关性极显著,同时建立两种方法检测病毒含量的平行关系并得到回归方程。  综上,本研究对S10结构基因进行了序列测定和分析,丰富了我国IBV生物信息学内容,对于我国IBV分型研究、遗传进化、疫苗研制等具有重要意义。成功建立了IBV-S10 FQ-PCR检测方法,该方法在S10株病毒含量的监测提供一个新的手段。
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