Филогенетический анализ вируса лейкоза крупного рогатого скота (blv) на территории российской федерации: происхождение, эволюционные траектории и эпизоотические последствия
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Микробиология, вирусология, молекулярная биология
Статья в выпуске: 4 т.61, 2026 года.
Бесплатный доступ
Вирус лейкоза крупного рогатого скота (Bovine leukemia virus, BLV) распространен во всем мире и представляет серьезную угрозу для животноводства многих стран, не исключая Российскую Федерацию. На основании филогенетических исследований, проведtнных с помощью кластерного анализа гена env, в настоящее время классифицировано двенадцать генетических групп вируса лейкоза. В настоящей работе впервые на основе филогенетического анализа подтвержден энзоотический статус BLV на территории России и установлена циркуляция двух основных генетических типов — G4 и G7. Выявлена четкая корреляция между эпизоотической ситуацией и циркулирующим генотипом. Целью работы было проведение филогенетического анализа вируса лейкоза крупного рогатого скота (BLV), циркулирующего на территории Российской Федерации, для установления его происхождения, эволюционных траекторий и оценки эпизоотических последствий, включая выявление взаимосвязи между двумя генетическими типами (G4 и G7) и эпизоотической ситуацией в различных регионах страны. Работа была выполнена в Уральском НИВИ — структурном подразделении ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН в период с 2023 по 2025 годы. Клинические исследования проводили в сельскохозяйственных организациях Свердловской, Тюменской областей, Краснодарского края. Объектом исследования служил крупный рогатый скот разных половозрастных групп местного разведения. Серологические исследования проводили методом ИФА, с использованием набора ID Screen® BLV Competition (ООО «ВЕТ ФАКТОР», Россия). Учет результатов твердофазного ИФА осуществляли на фотометре iMark TM («Bio-Rad Laboratories», США). ДНК выделяли из цельной крови при помощи коммерческого набора АмплиПрайм РИБО-преп ВЕТ (ООО «НекстБио», Россия). Полимеразную цепную реакцию проводили в режиме реального времени, с применением амплификатора CFX96 Touch («Bio-Rad Laboratories», США). Для амплификации фрагмента гена env 970 п.н. использовали модернизированный метод полугнездовой ПЦР. Реакцию проводили с использованием БиоМастер HS-Taq ПЦР (2х) (ООО «Биолабмикс», Новосибирск). Далее ампликоны направляли в ЗАО «ЕВРОГЕН», где проводили ДНК-секвенирование на генетическом анализаторе 3500 Applied Biosystems («Thermo Fisher Scientific Inc.», США). Секвенирование проводили в двух направлениях с использованием прямого AP_4762 3′-GCTCTCCTGGCTACTGACC-5′ и обратного ZM5_5733 3′-GCTAGGCCTAAGGTCAGGGCCGC-5′ праймеров. Филогенетический анализ осуществляли с использованием пакета программ FinchTV, SeqScape 3.0, Web сервиса Blast (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov), MegaX 10.0.5. Первичное выравнивание проводили на референсную полногеномную последовательность BLV (NCBI Reference Sequence: NC_001414.1, Pet-ropoulos, C.J.), затем осуществляли ручное редактирование последовательностей. В исследование включали образец FLK BLV, полученный из вирус-продуцирующей клеточной линии, подготовленной и криоконсервированной в лаборатории заранее. Полученные после секвенирования по Сэнгеру удачные последовательности (n = 57) выравнивали совместно с изолятами из NCBI GenBank, имеющими разное географическое происхождение, ранее классифицированными и принадлежащими к генотипам от G1 до G12. Установлено, что на территории РФ циркулируют два основных генетических типа вируса лейкоза крупного рогатого скота — G4 и G7, при этом G4 доминирует в регионах с напряженной эпизоотической ситуацией по лейкозу (Краснодарский край), тогда как G7 определен на территории субъектов с низкой инфицированностью лейкозом (Свердловская, Тюменская области). Выявлена чёткая корреляция между эпизоотическим статусом и циркулирующим генотипом. Все 12 генотипов (G1-G12) образовали монофилетические кластеры с высокими bootstrap (> 85 %). Филогенетически G4 формировал крупную кладу с изолятами из Европы, Азии, Африки и Америки. Тюменские изоляты G4 образовали ультра-компактную группу с короткими ветвями, что указывает на относительно недавний занос, вероятно, связанный с импортом скота из ЕС в 2000-е годы. Краснодарские и башкирские изоляты G4 были интегрированы в тот же кластер, что свидетельствует об их активном распространении. Генотип G7, напротив, занимал базальное положение в глобальной филогении, имел более древнюю эволюционную траекторию и, возможно, был связан с завозами из Восточной Европы после Второй мировой войны. Редкие генотипы G8 (Московская обл.) и G12 (Казахстан) имели ограниченное распространение. Генотип G12 филогенетически ближе к G7 (генетическая дистанция 2,7 %). Таким образом, анализ эпизоотических, молекулярно-генетических данных указывает на относительно недавнее проникновение G4 в Россию с последующей быстрой адаптацией. Полученные данные обосновывают необходимость регулярного молекулярно-эпизоотологического мониторинга для оценки связи «генотип—фенотип», прогнозирования рисков для восприимчивых животных и совершенствования диагностических и противоэпизоотических мероприятий.
Короткий адрес: https://sciup.org/142248605
IDS: 142248605 | УДК: 636.2:619:578.828.11 | DOI: 10.15389/agrobiology.2026.4.660rus
Phylogenetic analysis of bovine leukemia virus (blv) in the russian federation: origins, evolutionary trajectories and epizootic implications
Bovine leukemia virus (BLV) is distributed worldwide and poses a serious threat to livestock production in many countries, including the Russian Federation. Based on phylogenetic studies using cluster analysis of the env gene, twelve genetic groups of bovine leukemia virus have been classified to date. In the present study, the enzootic status of BLV in Russia was confirmed for the first time by phylogenetic analysis, and the circulation of two major genetic types, G4 and G7, was established. A clear correlation between the epizootic situation and the circulating genotype was identified. The aim of the work was to perform phylogenetic analysis of bovine leukemia virus (BLV) circulating in the Russian Federation in order to determine its origin, evolutionary trajectories, and epizootic consequences, including identification of the relationship between the two genetic types (G4 and G7) and the epizootic situation in different regions of the country. The work was carried out at the Ural Scientific Research Veterinary Institute (Ural SRVI), a structural subdivision of the Federal State Budgetary Scientific Institution “Ural Federal Agrarian Scientific Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences” (FSBSI UrFASRC UrB RAS), from 2023 to 2025. Clinical studies were conducted in agricultural organizations of the Sverdlovsk and Tyumen Oblasts and Krasnodar Krai. The object of the study was cattle of different sex and age groups of local breeding. Serological tests were performed by ELISA using the ID Screen® BLV Competition kit (VET Faktor LLC, Russia). Results of the solid-phase ELISA were recorded on an iMark™ photometer (Bio-Rad Laboratories, USA). DNA was isolated from whole blood using the commercial AmpliPrime RIBO-prep VET kit (NextBio LLC, Russia). Real-time polymerase chain reaction was performed using a CFX96 Touch thermal cycler (Bio-Rad Laboratories, USA). A modified semi-nested PCR method was used to amplify a 970-bp fragment of the env gene. The reaction was carried out using BioMaster HS-Taq PCR (2х) (Biolabmix LLC, Novosibirsk). Amplicons were then sent to Evrogen CJSC, where DNA sequencing was performed on a 3500 Applied Biosystems genetic analyzer (Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Sequencing was performed in both directions using the forward primer AP_4762 3′-GCTCTCCTGGCTACTGACC-5′ and the reverse primer ZM5_5733 3′-GCTAGGCCTAAGGTCAGGGCCGC-5′. Phylogenetic analysis was carried out using FinchTV, SeqScape 3.0, the BLAST web service (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov), and MEGA X 10.0.5. Initial alignment was performed against the reference full-genome BLV sequence (NCBI Reference Sequence: NC_001414.1, Petropoulos, C.J.), followed by manual editing of the sequences. The FLK BLV sample, obtained from a virus-producing cell line prepared and cryopreserved in the laboratory in advance, was included in the study. Successful Sanger sequencing reads (n = 57) were aligned together with isolates from NCBI GenBank of different geographic origins, previously classified and belonging to genotypes G1 through G12. It was established that two major genetic types of bovine leukemia virus, G4 and G7, circulate in the Russian Federation; G4 dominates in regions with a tense epizootic situation for leukosis (Krasnodar Krai), whereas G7 was detected in territories of subjects with low leukosis infection rates (Sverdlovsk and Tyumen Oblasts). A clear correlation between the epizootic status and the circulating genotype was revealed. All 12 genotypes (G1–G12) formed monophyletic clusters with high bootstrap support (>85%). Phylogenetically, G4 formed a large clade with isolates from Europe, Asia, Africa, and America. Tyumen G4 isolates formed an ultra-compact group with short branches, indicating a relatively recent introduction, likely associated with cattle imports from the EU in the 2000s. Krasnodar and Bashkir G4 isolates were integrated into the same cluster, indicating their active spread. Genotype G7, in contrast, occupied a basal position in the global phylogeny, had a more ancient evolutionary trajectory, and was possibly associated with introductions from Eastern Europe after World War II. Rare genotypes G8 (Moscow Oblast) and G12 (Kazakhstan) had limited distribution. Genotype G12 is phylogenetically closer to G7 (genetic distance 2.7%). Thus, the analysis of epizootic and molecular genetic data indicates a relatively recent introduction of G4 into Russia with subsequent rapid adaptation. The data obtained substantiate the need for regular molecular epizootological monitoring to assess the genotype–phenotype relationship, predict risks for susceptible animals, and improve diagnostic and anti-epizootic measures.
