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玉林师范学院智慧农业学院吕其壮,王妍等:2017—2023年我国猪圆环病毒3型的遗传变异分析

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《畜牧兽医学报》2025年第56卷第6期刊登了玉林师范学院智慧农业学院等单位王妍, 黄焮榆, 吴桂莹, 吴婉萍, 吕其壮的文章——“2017—2023年我国猪圆环病毒3型的遗传变异分析”,该文由广西自然科学基金项目(2025GXNSFAA069089);玉林师范学院大学生创新创业训练计划项目(202410606041)资助。该研究的创新点:本研究创新性地提出了一种新的PCV3基因分型方法,综合考虑遗传距离、分支节点置信度和序列数量,克服了传统分型方法的局限。同时,全面分析了2017—2023年我国PCV3的遗传变异情况,揭示了主要流行的亚型和Cap蛋白的关键突变位点,为PCV3的分子流行病学研究和防控策略制定提供了重要依据。

导读

 研究背景与目的

猪圆环病毒3型(PCV3)自2015年被发现以来,已在全球多个国家流行,对养猪业构成严重威胁。PCV3感染可导致猪出现生殖障碍、皮肤病和多系统炎症等临床症状,尽管其经济损失尚未明确,但其潜在危害不容忽视。本研究旨在通过分析2017—2023年我国PCV3的全基因组序列,了解其分子流行病学特征和遗传变异情况,为PCV3的疫苗设计及防控策略的制定提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 PCV3全基因组序列的收集
从GenBank数据库中收集168个国内(2017—2023年间分离自我国22个省、市、自治区)和9个国外PCV3全基因组序列。对所有PCV3序列进行线性化处理,以便于后续分析。
1.2 PCV3序列系统发育分析
采用MEGA.11软件,通过邻接法(NJ法)构建PCV3全基因组序列的系统发育树,并利用在线软件chiplot进行优化。
1.3 PCV3序列同源性分析
使用DNAstar Lasergene 7.10软件,分析8个代表性PCV3序列与其他169个PCV3序列之间的核苷酸同源性。
1.4 PCV3 Cap蛋白氨基酸序列分析
以最早报道的PCV3序列(GenBank登录号:KT869077)的Cap蛋白氨基端序列作为标准序列。对不同基因簇中的2~7个代表序列的Cap蛋白氨基酸序列进行比对分析。
1.5 PCV3 Cap蛋白抗原结构分析
利用Bepipred 2.0方法对PCV3 Cap蛋白进行表位聚类分析,预测其抗原表位区域。
1.6 PCV3基因的重组分析
采用RDP4.0软件中的七种检测算法,对177个PCV3全基因组序列进行重组分析。

2 结果

2.1 PCV3全基因组序列的系统发育分析
177个PCV3全基因组序列被划分为PCV3a和PCV3b两个基因亚型,其中PCV3a进一步划分为PCV3a-1~PCV3a-3,PCV3b划分为PCV3b-1~PCV3b-5。PCV3a-1和PCV3b-2是主要流行的亚型(图3和表1)。
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2.2 PCV3全基因组序列的同源性分析
177个PCV3全基因组序列的相似性为98.3%~100.0%,ORF2基因序列的相似性为96.7%~100.0%,表明PCV3基因组具有较高的遗传稳定性。
2.3 PCV3 Cap蛋白的氨基酸序列分析
33个PCV3的Cap蛋白氨基酸序列存在少量点突变,主要集中在aa24、aa27、aa77和aa250位点,未发现氨基酸的缺失和插入(图4)。
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2.4 PCV3 Cap蛋白的抗原表位分析
预测到8个B细胞抗原表位区和10个T细胞抗原表位区,还发现了新的短位点表位(图5)。
2.5 PCV3全基因组序列重组分析
仅发现1个可能的重组事件,表明目前我国PCV3流行的基因型处于相对稳定阶段(图6)。
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3 讨论

流行现状:PCV3在我国广泛流行,其基因组序列的高同源性表明其遗传稳定性较高,但病毒仍可能发生变异,特别是在关键表面蛋白上,这可能影响病毒的传播能力和宿主范围。基因分型提出了一种新的基因分型方法,克服了以往依赖蛋白突变的不足,为PCV3的基因型分类提供了更可靠的框架。抗原表位Cap蛋白的点突变可能导致其抗原表位发生突变,影响病毒的免疫逃逸能力和疫苗效果。重组分析虽然目前重组事件较少,但未来遗传重组可能会成为PCV3新基因型产生的原因之一。

4 结论

本研究通过系统发育分析、同源性分析、氨基酸序列分析和重组分析,全面揭示了2017—2023年我国PCV3的遗传变异情况,为PCV3的分子流行病学研究、疫苗研发及防控策略的制定提供了重要依据。

关键词:猪圆环病毒3型 ; 遗传变异分析 ; 系统发育树 ; 重组分析