Epochal evolution shapes the phylodynamics of interpandemic influenza A (H3N2) in humans

Human influenza A (subtype H3N2) is characterized genetically by the limited standing diversity of its hemagglutinin and antigenically by clusters that emerge and replace each other within 2 to 8 years. By introducing an epidemiological model that allows for differences between the genetic and antigenic properties of the virus's hemagglutinin, we show that these patterns can arise from cluster-specific immunity alone. Central to the formulation is a genotype-to-phenotype mapping, based on neutral networks, with antigenic phenotypes, not genotypes, determining the degree of strain cross-immunity. The model parsimoniously explains well-known, as well as previously unremarked, features of interpandemic influenza dynamics and evolution. It captures the observed boom-and-bust pattern of viral evolution, with periods of antigenic stasis during which genetic diversity grows, and with episodic contraction of this diversity during cluster transitions.     

3株H1N1亚型猪流感病毒的HA基因遗传信息及抗原特异性分析

【目的】分析3株属于欧亚类禽(SWSS1)、经典(SWL6)与Pdm09H1N1(Pdm091057)分支的猪流感病毒的HA基因遗传信息及抗原的特异性,为HA基因抗原表位的功能研究及流感防控奠定基础。【方法】以SWSS1株、SWL6株和Pdm091057株流感病毒为材料,比较分析3株H1N1亚型HA基因片段的遗传信息,制备全病毒灭活疫苗,各免疫3只雌性新西兰大白兔,采用血凝抑制(Hemagglutination inhibition,HI)反应试验检测抗体滴度。【结果】3株病毒的HA基因片段的氨基酸序列相似性为69.4%~89.1%,各分支的HA基因的抗原表位存在差异;3株病毒经过2次免疫后平均HI抗体滴度均能达1 280以上,且SWSS1的平均HI抗体滴度高达2 560。同时SWSS1与SWL6、Pdm091057这2株病毒均无血清学交叉反应,而SWL6与Pdm091057有较低的血清学交叉反应。【结论】3株猪流感病毒的HA基因片段抗原表位存在着差异,可能是3毒株之间血清学交叉反应较低的原因。3株病毒免疫原性均较好,可作为候选疫苗株。     

The global circulation of seasonal influenza A (H3N2) viruses

Antigenic and genetic analysis of the hemagglutinin of approximately 13,000 human influenza A (H3N2) viruses from six continents during 2002-2007 revealed that there was continuous circulation in east and Southeast Asia (E-SE Asia) via a region-wide network of temporally overlapping epidemics and that epidemics in the temperate regions were seeded from this network each year. Seed strains generally first reached Oceania, North America, and Europe, and later South America. This evidence suggests that once A (H3N2) viruses leave E-SE Asia, they are unlikely to contribute to long-term viral evolution. If the trends observed during this period are an accurate representation of overall patterns of spread, then the antigenic characteristics of A (H3N2) viruses outside E-SE Asia may be forecast each year based on surveillance within E-SE Asia, with consequent improvements to vaccine strain selection.     

2株广西鹅源基因XII型新城疫病毒的病原学分析

【目的】深入了解2株广西鹅源基因XII型新城疫病毒(NDV)的病原学特征,为NDV流行分布的系统监测和新城疫(ND)的科学防控提供参考依据。【方法】对2株广西鹅源基因XII型NDV(Goose/China/GX02/2018和Goose/China/GX17/2018)进行病毒噬斑纯化,通过致死鸡胚平均死亡时间(MDT)和脑内接种致病指数(ICPI)试验确定其致病性,分析F蛋白和HN蛋白氨基酸序列与参考毒株的差异位点,并基于F基因全长进行遗传进化分析。【结果】经过DF-1细胞4个代次噬斑纯化可获得2株分离株的纯化株,对应的MDT分别为54和48 h,ICPI均为1.65。2株分离株的基因组长度均为15192 nt,其3’端引导序列为55 nt,5’端尾随序列为114 nt;基于F基因核苷酸序列相似性构建的基因XII型NDV系统发育进化树显示,2株分离株(Goose/China/GX02/2018和Goose/China/GX17/2018)均属于基因XIIb亚型,与我国广东分离株属于同一基因亚型,且我国2010年的分离株、2011年的分离株及2017年后的分离株分别形成3个小分支。2株...     

石河子垦区犬瘟热病毒流行株H基因遗传变异分析

为了解石河子垦区的CDV流行株H基因遗传变异特点,设计2对特异性引物,通过RT-PCR方法对29份临床疑似犬瘟热的病料进行检测,对于检测CDV阳性的病料进行流行株H基因克隆、测序和序列分析,结果检测出7份阳性病料。序列分析发现,7个流行株H基因之间的同源率在91.0%～98.9%,与疫苗株(FJ461699.1)的同源率为86.9%～91.7%,存在一定的变异。糖基化位点及抗原表位预测分析发现,与参考株Onderstepoort相比,7个流行株推导的H蛋白糖基化位点、抗原表位均有不同程度的改变。遗传进化分析显示,CDV shz1~CDVshz6亲缘关系较近,它们与CDVshz7相距较远。研究结果提示,石河子垦区发病犬中存在CDV变异株。     

广州地区猫泛白细胞减少症病毒分离鉴定及全基因组遗传分析

【目的】分析广州地区猫泛白细胞减少症病毒(Feline panleukopenia virus,FPLV)的自然重组、跨宿主传播以及流行变异情况。【方法】采集疑似感染猫泛白细胞减少症病毒的猫粪便样品进行细胞分离,并对阳性病料提取基因组DNA,PCR扩增获得病毒的全基因组序列,并与Gen Bank中相关的参考毒株序列进行遗传进化分析,同时对VP2基因与NS1基因的主要氨基酸位点进行差异分析。【结果】成功获得2株猫泛白细胞减少症病毒及其全基因组序列。遗传进化分析显示,广州地区分离的猫泛白细胞减少症病毒FPLV-GZ01、FPLV-GZ02与我国其他分离毒株FPLV-XJ01、FPLV-HRB属同一分支,提示FPLV-GZ01、FPLV-GZ02由FPLV-XJ1进化而来;NS1基因系统进化树显示,FPLV存在与CPV-447重组的可能。主要氨基酸位点分析显示,FPLV在VP2基因中的主要氨基酸位点上的遗传变异比CPV保守;在NS1基因上发现FPLV-GZ01、FPLV-GZ02分别存在不同程度的氨基酸位点突变。【结论】广州地区分离的猫泛白细胞减少症病毒仍在不断地重组进化。     

一株H9N2亚型禽流感病毒全基因组序列的遗传变异分析

[目的]了解H9N2亚型禽流感病毒分离毒株A／Chicken／Hebei／WD／98（简称WD98）与其他参考毒株的遗传变异关系。[方法]采用RT—PCR技术扩增了WD98分离株8个基因片段的全基因序列,并将其与7个参考毒株进行同源性比较及遗传进化分析。[结果]分离株WD98与7个参考毒株全基因组同源性为91．1％～95．8％,与A／duck／HongKong／Y280／97的全基因组核苷酸同源性最高（95．8％）,而与A／chicken／Pakistan／2／99同源性最低（91．1％）。WD98株的HA基因裂解位点为R—S-S—R↓G,其第226位受体结合住点为Q。[结论]禽流感病毒WD98毒株为低致病性禽流感病毒,不易感染人,与A／duck／HongKong／Y280／97亲缘关系最近,同属于欧亚种系A／Chicken／Beijing／1／94亚系。而在这同一亚系中,WD98株与A／Chicken／Beijing／1／94株的亲缘关系最远。     

基于rDNA ITS序列和RAPD分子标记的桑黄菌遗传多样性分析

[目的]分析桑黄菌的遗传多样性。[方法]利用ITS序列分析和RAP／）分子标记技术对16株不同来源的桑黄菌株进行遗传多样性分析。[结果]16株桑黄菌株的ITSl_5．8s-ITS2序列长度在590～714bp,其中5．8S序列最为保守,均为160bp：ITSl长度为220～310bp,ITS2长度为210-245bp。基于ITS序列构建的系统进化树分析结果,同属不同种的桑黄菌株遗传距离较远,对相同种的杨树桑黄一瓦尼木层孔菌进行RAPD分子标记,表明10株瓦尼木层孔菌（Phellinusvaninii）遗传多态性丰富,10株杨树桑黄菌主要分布在我国东北三省的东部山区,区域相对集中,RAPD的聚类分析结果与地域分布差异关系不明显,没有表现出地域性的遗传多样性差异。[结论]试验研究了菌株的分类地位及系统发育进化关系,并首次在桑黄菌物资源库内积累到杨黄分类学地位和遗传多样性的基础信息,对掌握和积累区域桑黄菌物资源的基础信息,并对将来更好地开发利用这一珍稀菌物资源具有重要的学术价值和现实意义．     

海南三亚和黄淮海地区玉米小斑病菌致病性及遗传多样性分析

【目的】明确海南三亚玉米南繁基地和黄淮海玉米主产区的玉米小斑病菌(Bipolaria maydis)菌株的致病性差异,以及遗传多样性和亲缘关系的远近,为海南三亚南繁基地育种过程中玉米品种的抗病性筛选提供理论依据,并对玉米品种在黄淮海地区的推广种植提供参考。【方法】对采集自海南三亚和黄淮海地区的玉米小斑病病叶进行病原菌分离,经过形态学和分子生物学方法对分离到的菌株进行鉴定,共获得61株玉米小斑病菌菌株。采用人工喷雾接种法对61株小斑病菌菌株的致病力进行鉴定;并选取16条扩增条带清晰、重复性好、多态性高的引物进行ISSR-PCR扩增,利用Popgen32生物软件计算群体间的遗传距离和遗传相似性,并利用NTsys2.10e软件进行聚类分析,构建海南三亚与黄淮海地区小斑病菌的聚类图。【结果】致病性测定结果表明,海南三亚地区未分离到弱致病力菌株,强致病力菌株个数占三亚地区总菌株的57.1%;黄淮海地区分离到的弱致病力菌株占黄淮海地区总菌株的47.5%,强致病力菌株占黄淮海地区总菌株的17.5%。遗传多样性分析结果表明,在群体平均水平上,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2820,Shannon...     

安徽合肥地区2018—2019年犬细小病毒遗传进化分析

为掌握安徽地区犬细小病毒(CPV)的遗传变异情况,采用PCR法扩增2018—2019年安徽地区收集的10株CPV全基因组,采用生物信息学分析安徽地区CPV遗传进化特点与VP2抗原的变异情况。遗传进化分析发现,安徽地区分离的10株CPV主要以CPV-2c亚型为主,起源于CPV-2aB004(EF011664)和CPV-LZ1(JQ268283)株,正在形成一个独立的分支;NS1基因和VP2基因在遗传进化分支中出现不同步现象,为CPV基因重组提供了依据。VP2蛋白保守性分析发现,安徽分离的CPV毒株的VP2蛋白存在部分氨基酸位点的突变,是否对VP2蛋白的结构和功能产生影响需进一步探究。本研究通过分析安徽地区CPV的遗传进化特点与VP2蛋白氨基酸位点突变特征,为CPV的研究提供了参考。     

Genome-wide detection of polymorphisms at nucleotide resolution with a single DNA microarray

A central challenge of genomics is to detect, simply and inexpensively, all differences in sequence among the genomes of individual members of a species. We devised a system to detect all single-nucleotide differences between genomes with the use of data from a single hybridization to a whole-genome DNA microarray. This allowed us to detect a variety of spontaneous single-base pair substitutions, insertions, and deletions, and most (>90%) of the approximately 30,000 known single-nucleotide polymorphisms between two Saccharomyces cerevisiae strains. We applied this approach to elucidate the genetic basis of phenotypic variants and to identify the small number of single-base pair changes accumulated during experimental evolution of yeast.     

野生平菇菌株的培养特征及遗传多样性分析

[目的]通过对不同来源的野生平菇菌株进行生物学培养特征测定和遗传多样性分析,评价供试菌株的多样性水平,为丰富和开发平菇种质资源及新品种选育提供创制材料及基础数据支撑.[方法]利用生物学方法和ISSR标记技术对15株野生平菇菌株进行遗传多样性分析.[结果]在菌丝培养特征方面,各平菇菌株菌丝颜色基本为白色,菌株间无明显差异...     

辽宁地区猪繁殖与呼吸综合征病毒分离株ORF5基因的遗传变异分析

为研究辽宁地区猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)ORF5基因的生物学特性及遗传变异情况,通过RT-PCR方法对PRRSV阳性样品的ORF5基因进行扩增,应用DNA Star软件对检测的序列进行比对和遗传变异分析。结果显示,分离的8株PRRSV的ORF5基因全长为603 bp,均属北美型,不同分离株间的核苷酸、氨基酸同源性分别为91.5%~99.0%、88.1%~98.5%;遗传变异分析表明,分离株处于不同的进化分支,但均属于亚群3,为高致病性PRRSV。以上结果表明,辽宁地区主要流行毒株为高致病性PRRSV,在不同地区有不同的PRRSV毒株同时流行,但具有相同的进化来源。     

我国猴头栽培菌株的反转录转座子间扩增多态性

IRAP作为一种新的DNA分子标记技术,具有简便、稳定、中等产率和容易得到选择性条带序列的特点。利用基于反转录转座子的分子标记技术,即反转录转座子间扩增多态性(IRAP)技术分析我国34份栽培猴头菌菌株种间遗传差异,为猴头菌道地性研究、种质资源鉴定、亲缘关系研究、品种选育和引种栽培提供了分子生物学依据。结果表明,34个猴头菌菌株间均有遗传上的差异,但遗传相关性极高,同时表明我国猴头菌栽培菌株间的遗传背景较单一。     

灵芝生产用种的亲缘关系研究

利用RAPD技术对生产中常用的灵芝属 8个菌株的亲缘关系进行了分析。根据UPGMA构建的树状图表明 :8个菌株在较低的相似水平上可以分成 3个明显不同的组 :第 1组包括黑芝 (Ganodermaatrum)、松杉灵芝 (Ganodermatsugae)、圆芝 (Ganodermarotundatum)、灵芝 0 770 (Ganodermalucidum 0 770 )和韩国灵芝 (GanodermalucidumHG) ;第 2组包括密纹灵芝 (Ganodermacrebrostriatum)和紫灵芝 (Ganodermasinense) ;第 3组为树舌灵芝 (Ganodermaapplanatum)。这一结果与经典分类结果基本相符 ,表明RAPD技术可以用来区分生产中一些常用的灵芝种 ,同时说明灵芝生产用种之间遗传差异较大 ,可能是造成灵芝产品研究比较混乱的重要原因。     

鸭跖草叶点霉的致病性与dsRNA及 RAPD类群的相关分析

用随机引物扩增多态性(RAPD)和纤维素法对鸭跖草叶点霉Phyllosticta commelimecola的基因组遗传多样性和dsRNA进行测定,分析遗传多样性和dsRNA与菌株的致病力的关系．结果表明菌株间存在明显的培养类型和致病力分化现象,菌株的致病力从南到北逐渐减弱．选择东北地区有代表性的菌株,进行dsRNA测定和RAPD分析,在所测定的菌株中有10个含有dsRNA,2个不含dsRNA,菌株致病力强弱与dsRNA无相关性．通过RAPD扩增和聚类分析,在类间距离15以下可将12个鸭跖草叶点霉分为5个类群．辽宁省和吉林省的菌株亲缘关系较近,黑龙江省的菌株与辽宁、吉林的菌株亲缘关系远,同一RAPD类群中表现出相似的致病力．     

杨树腐烂病菌表观特征及遗传多样性分析

为探究杨树腐烂病菌的表观特征、遗传多样性以及它们与不同寄主杨树派别和病原菌地理来源的关系,本文收集来自我国14个省份的106份杨树腐烂病标本,纯培养观察记录菌落生长状况,分析菌株培养形态多样性,并从中选取背景信息差异较大的菌株34份,采用SRAP和ISSR两种标记方法分析其遗传多样性。结果显示:杨树腐烂病菌同一菌株在不同条件下的培养性状稳定;不同菌株的培养形态差异明显,且各类别间菌株的培养性状与寄主植物、地理来源没有明显相关性。利用获得多态性良好的12对SRAP引物和20条ISSR引物分析得出群体的Nei's多样性指数为0.31(SRAP)、0.28(ISSR),各菌株间存在较大的遗传差异;并从寄主角度分析其群体遗传结构,得出群体总的遗传多样性为0.27,群体内的遗传多样性为0.23,可以解释总体多样性的87%,遗传分化系数(G_ST)为0.13,遗传变异主要存在于群体内。从地理角度分析得出,总的群体遗传多样性为0.28,群体内的遗传多样性为0.13,可以解释总体多样性的48%,G_ST为0.52,来自群体内和群体间的多样性差异相当,而地理群体间的迁移对总体的遗传分化产生了较大的影响,各群体的遗传多样性水平表现为从西到东依次降低的趋势。      

白斑综合征病毒广西株缺失区基因的比较分析

为了解广西养殖凡纳滨对虾中白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)的感染流行情况,并探讨WSSV广西株缺失区ORF23/24基因的遗传进化差异及其与各地WSSV毒株间的遗传进化关系,2010年5月至2013年9月在广西凡纳滨对虾主产区北海、钦州和防城港共采集306份患病虾样品,应用世界动物卫生组织(OIE)推荐的套式聚合酶链式反应(nested-PCR)方法进行WSSV检测;选取第一轮PCR为阳性的53份样品进行缺失区ORF23/24基因的PCR扩增,并将12份阳性PCR产物进行克隆、序列测定与比较分析。结果显示:306份患病虾样品中有82份为WSSV感染阳性,阳性率为26.8%;12株WSSV广西株缺失区ORF23/24基因大小均为2 096 bp,相对于此区域最为完整的WSSV-TW株,广西株均在中间缺失了10 970 bp;12株WSSV广西株的缺失区ORF23/24基因差异小,核苷酸同源性均在99.6%以上,仅存在少数碱基的替换,没有缺失和插入,其中BH-3、QZ-1、FCG-1和FCG-2的核苷酸序列完全一致;基于缺失区构建的系统发育进化树显示,WSSV广西地方株在遗传上相距较近,全部与印度株IN-05-Ⅰ聚在一个大的分支,而与台湾株、中国株及韩国株在遗传上相距较远。研究表明,WSSV感染在广西凡纳滨对虾主要养殖地区存在一定程度的流行;广西WSSV毒株缺失区ORF23/24基因的变异类型为中间大片段缺失,各毒株间无明显的地域和时间差异;WSSV广西株与印度株IN-05-Ⅰ的遗传进化关系最近。     

黑龙江省和吉林省稻瘟病菌种群多样性研究

为明确黑龙江和吉林省稻瘟病菌种群多样性,采用Pot2-Rep-PCR方法对来自黑龙江省和吉林省部分稻区49个稻瘟病菌菌株的DNA进行指纹分析。研究结果表明,供试的稻瘟病菌种群在DNA水平上变异较大,存在丰富的多态性;在20个遗传谱中第2个谱系为优势谱系,包含黑龙江省11个菌株,吉林省9个菌株,其他19个系谱的菌株数为1~10个不等。谱系3菌株既是黑龙江省菌株,又是黑龙江省特有的谱系类型。聚类分析结果表明,参试稻瘟菌株遗传多样性程度(系谱数/菌株数)黑龙江省(7/23=0.304 3)、吉林省(11/26=0.423 0),吉林省稻瘟病菌的多样性要强于黑龙江省稻瘟病菌。     

不同来源辣椒疫霉菌的遗传多样性分析

[目的]探索来自辣椒寄主和土壤的辣椒疫霉的遗传多样性。[方法]通过利用12个10碱基随机引物对来自我国4个不同地理区域的22个辣椒疫霉菌株的亲缘关系进行RAPD分析。[结果]受试22个菌株共产生101条谱带,其中多态性为99条,占98.02%,说明受试辣椒疫霉菌具有丰富的遗传多样性。根据引物扩增的DNA指纹图谱,运用UPGMA分析法,以遗传相似系数0.5为阈值,将供试22个菌株划分为3个遗传聚类组(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。RAPD标记技术分析表明,来辣椒寄主和土壤的菌株的全基因组DNA扩增图谱差异很大。[结论]供试菌株具有丰富的遗传多样性,来自不同遗传背景的菌株差异显著,聚类组的划分与菌株的来源有一定的相关性。