Генетическая характеристика вируса болезни Ньюкасла среди диких и перелетных птиц в Кыргызской Республике

Генетическая характеристика вируса болезни Ньюкасла среди диких и перелетных птиц в Кыргызской Республике

Автор: Нургазиев Р.З., Нургазиева А.Р.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Ветеринария и зоотехния

Статья в выпуске: 11, 2019 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования - филогенетический анализ изолята болезни Ньюкасла, выделенного на территории Кыргызской Республики от перелетных птиц; анализ роли диких птиц в распространении высоко патогенных вирусов болезни Ньюкасла (БН) на территории Кыргызской Республики, а именно на территории Иссык-Кульской области. Болезнь Ньюкасла (псевдочума птиц) - высококонтагиозное заболевание кур и индеек. Симптомы болезни довольно разнообразны. БН может протекать остро, обуславливая иногда гибель всей заболевшей птицы в течение 3-4 дней, и субклинически, что зависит от вирулентности штамма. Вирус болезни Ньюкасла по классификации Всемирной организации охраны здоровья животных относится к категории А. Был проведен филогенетический анализ выделенного изолята болезни Ньюкасла. Данный изолят был выделен на территории Кыргызской республики среди диких перелетных птиц в 2018 г. Выделение вируса болезни Ньюкасла проводили специальным коммерческим набором американского производства Axygen (Axy Prep TM Body Fluid, Viral DNA\RNA miniprepkit)...

Еще

Болезнь ньюкасла, изолят, штаммы, рга, пцр, реакционная смесь, секвенирование, дикие и перелетные птицы

Короткий адрес: https://sciup.org/140245604

IDR: 140245604   |   DOI: 10.36718/1819-4036-2019-11-60-67

Текст научной статьи Генетическая характеристика вируса болезни Ньюкасла среди диких и перелетных птиц в Кыргызской Республике

Введение. Возбудитель болезни Ньюкасла – РНК-вирус, относящийся к семейству Paramyxoviridae [1, 2, 16, 18, 20]. Известно, что из 241 вида семейств птиц 27 отрядов чувствительны к вирусу болезни Ньюкасла [2, 14], например, такие семейства, как Phasianidae , Columbidae , отряд гусеобразные, стрижеобразные, журавлеобразные и другие.

За период 2018 г. по официальным данным Международного эпизоотического бюро болезнь Ньюкасла была зарегистрирована в следующих государствах: Бельгия (2), Болгария (1), Ботсвана (2), Израиль (15), Казахстан (1), Кипр (1), Намибия (13), США (2), Чешская Республика (1), Швеция (1) [7].

В последние годы в Кыргызстане эпизоотии болезни Ньюкасла не наблюдали, возможно, это связано с проводимой вакцинацией домашних птиц. Однако спорадические вспышки заболевания все еще существуют.

Водно-болотные угодья, расположенные в Западной и Центральной Азии, в целом представляют собой основные места зимовки и остановки во время миграции миллионов диких водоплавающих птиц. Ежегодно в Кыргызстан прилетают более 350 видов диких птиц. На зимовку прилетает хохлатая чернеть, гоголь, лоток, зяблик, кряква и другие. По данным Гос-агентства охраны окружающей среды и лесхоза, в Кыргызстане увеличилась численность редких видов перелетных птиц.

Филогенетический анализ провели для многих штаммов вируса болезни Нюкасла, определены генотипы, всего их 18 [26, 27].

Цель исследований : филогенетический анализ изолята болезни Ньюкасла, выделенного на территории Кыргызской Республики от перелетных птиц; анализ роли диких птиц в распространении высоко патогенных вирусов болезни Ньюкасла на территории Кыргызской Республики, а именно на территории Иссык-кульской области.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили в Кыргызском научноисследовательском институте ветеринарии им. А. Дуйшеева, в лаборатории вирусологии и биотехнологии.

От птиц в качестве биологического материала для исследований отбирали трахеальные и клоакальные смывы, дополнительно от трупов птиц отбирали кусочки органов (селезенка, легкие, трахея, кишечник, печень) (рис. 1) [17, 21, 22].

Рис. 1. Трахеальные смывы утки

Куриные эмбрионы 9–11-дневного возраста заражали вирусной суспензией по 0,2 мм в аллантоисную полость. Извлеченную аллантоисную жидкость из куриного эмбриона проверяли с помощью реакции гемагглютинации (РГА) [7, 8, 10].

Полимеразная цепная реакция . Выделения РНК провели, используя набор «Qia-genGmbH», согласно инструкции. Использовали праймеры [19] (F – TСAGАGGGCGGAGAAACAC, R – AАAAAGGGCTAATAGGAACAGG) для получения ПЦР продукта. Детекцию ПЦР-продуктов проводили в гель-документирующей системе BioRad.

Нуклеотидное секвенирование и филогенетический анализ . Нуклеотидную последовательность продуктов ПЦР получали с использованием набора реакций циклического секвенирования циклов Big Dye Terminator (Applied Biosystems, Foster City, CA) в соответствии с инструкцией производителя с использованием Genetic Analyzer Applied Biosystems 3500 (Life Technologies, Carlsbad, CA). ПЦР-продукты были секвенированы в обоих направлениях. Сек-венированные фрагменты генов F и HN были собраны и отредактированы с использованием программного пакета Bio Edit и Finch TV [23, 24].

Результаты исследований и их обсуждение. Штаммы вируса болезни Ньюкасла делятся на велогенные, мезогенные или лентогенные на основе некоторых биологических парамет- ров, таких как MDT (среднее время гибели), секвенирования сайта расщепления F-белка и других методов [11, 12, 25, 26].

Первичным материалом из образцов (легкие, трахеи), полученных от диких перелетных птиц на территории Кыргызской Республики, заражали куриные эмбрионы, в результате выделен изолят вируса болезни Ньюкасла/Duck/Kyr-gyzstan/2018/kg. Данный изолят показал высокий титр в реакции гемаглютинации на протяжении двух пассажей.

В наших исследованиях штамм вируса болезни Ньюкасла был классифицирован как вирулентный (путем аминокислотного секвенирования расщепления участка белка F) и мезоген-ный (путем определения минимальной летальной дозы (ЛМД)).

Анализ полной геномной последовательности изолята вируса пояснил, что этот изолят относится к генотипу VII (рис. 2). В мире на сегодняшний день многие изолированные вирусы болезни Ньюкасла, которые нанесли значительный экономический ущерб домашней птице, попадают под генотип VII [9].

По данным филогенетического анализа видно, что выделенный изолят Duck/Kyrgyzstan/ 2018/kg тесно связан с изолятом Ляонин /02/2005, который был выделен в Китае в 2005 году (рис. 3).

Goose/st-ain ZJ1/AF431744

Genotype VII

- Chicken/China/201'/KC461214

100

- Chicken.'China2008/JX867334

r Chicken;China/2012/KC542914

1C0

- Duck/China/2014/KP742770

10C

7

। —Duck/kyrgyzsta n2018/kg

8

cL Liaoninc/02/2005/China/KC542893         _

Рис. 2. Филогенетический анализ, основанный на полной последовательности генома вируса болезни Ньюкасла среди диких перелетных птиц

Изолят Duck/Kyrgyzstan/2018/kg наиболее близкий к ранее выделенному штамму от домашних птиц в 2015Kg-1/16 [27]. В Кыргызской Республике были выявлены изоляты от домашних птиц во время вспышек болезни Ньюкасла в

Кыргызстане 2005 г. Это указывает на способность вируса болезни Ньюкасла поражать домашних и диких птиц. Нельзя недооценивать роль диких птиц в распространении высокопатогенных вирусов болезни Ньюкасла.

Muscovy duck/China(Fujiany2002/FJ872531

Penguin/China/1999/JN5 99167

Goose/China/2000/FJ754273

^ - Duck/China/2000/FJ764272

- Goose/China/AF473851

Genotype VII

- Chicken/China/2011/KC461214

----1— Chicken/China/2008/JX867334

r Chicken/China/2012/KC542914

■ - Duck/Chma/2014/KP742770

— • Chicken/Kyrgyzstan/2015/kg-1-16 jL Liaoning/02/2005/China/KC542893

Ю0 r Poulty/Peru/2008/JN800306

L Pavo cristatus/Peru/2011/KR732614

^Genotype XII

7Sl

Duck/Nigeria/1992/KU058680

---Sterna/Russia/2001/AY866662

J Genotype XII

Chicken/USA/AY562988

Pigeon/Russia/2006/JF827026

Pigeon/ltaly/AJ880277

Pigeon/lreland/1996/GQ429292

Pigeon/Belgium/2005/JX901119

Pigeon/China/2011/JX486556

Genotype VI

Class II

iac

100rChicken/China/1979/FJ751918 “ I Chicken/China/1986/FJ751919

Genotype VIII

I— Avian/Malaysia/2010/JX012096

юог Chicken/USA/1971/JQ247691 - USA/Largo/AY5 62990

100[ Cormorant/USA/1997/GQ288381

CormoranVUSA/1997/GQ288388

Cormorant/USA/1992/GQ288387

Isolate anhinga/USA/AY562986

Genotype V

941 Isolate rAnhinga/USA/EF065682 _

-----Chicken/Dominican Re public/2008/JX119193 3 Genotype XVI

Genotypes I-III;IV;IX;XI

Class I

Рис. 3. Филогенетический анализ, основанный на полной последовательности генома вируса болезни Ньюкасла класса I и II, доступный в GenBank (положение штамма Kg-1/16 на дереве показано красной точкой)

Выводы

  • 1.    По данным филогенетического анализа выделен изолят Duck/Kyrgyzstan/2018/kg. Данный изолят тесно связан с изолятом Ляонин/ 02/2005, который был выделен в Китае в 2005 г.

  • 2.    Штамм Duck/Kyrgyzstan/2018/kg наиболее близок к ранее выделенному от домашних птиц Chicken/Kyrgyzstan/2015/kg1-16.

  • 3.    Выделенный штамм вируса болезни Ньюкасла классифицирован как вирулентный и ме-зогенный. В этом исследовании штамм вируса болезни Ньюкасла был классифицирован как вирулентный вирус болезни Ньюкасла путем аминокислотного секвенирования расщепления участка белка F.

  • 4.    Проведенные исследования показывают на способность одних и тех же вариантов вируса болезни Ньюкасла поражать как домашних, так и диких птиц, что может привести к усложнению эпизоотической ситуации.

Список литературы Генетическая характеристика вируса болезни Ньюкасла среди диких и перелетных птиц в Кыргызской Республике

  • Сюрин В.Н., Самуйленко А.Я., Соловьев Б.В., Фомина Н.В. Вирусные болезни животных. - М., 1998.
  • Bogoyavlenskiy A., Berezin V., Prilipov A. et al., 2009. Newcastle disease outbreaks in Kazakhstan and Kyrgyzstan during 1998(2000), 2001, 2003.2004, and 2005 were caused by viruses of the genotypes VIIb and VIId. Virus Genes 39, 94-101.
  • Alexander D.J. Newcastle disease virus and other avian paramyxoviruses // Swayne D.E., Glisson J.R., Jackwood M.W., Pearson J.E., Reed W.M. (eds) A laboratory manual for the isolation, identification, and characterization of avian pathogens, 4th edn. American Association of Avian Pathologists, Athens, 1998. - pp. 156-163.
  • Lancaster D.J. The control of Newcastle Disease / Zootechnica international. - 1982. - № 6. - P. 16-27.
  • Орынбаев М.Б., Султанкулова К.Т., Керимбаев А.А. и др. Молекулярно-биологические свойства патогенных вирусов болезни Ньюкасла, выделенных на территории Казахстана // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - Т. 51, вып. 2. - С. 255-263.
  • Alexander D.J., Senne D.A. Avian paramyxoviruses 2-9 // Y.M. Saif, A.M. Fadly, J.R. Glisson, L.R. McDougald, L.K. Nolan, D.E. Swayne (eds) Diseases of poultry, 12th edn. Wiley-Blackwell, Hoboken, 2008. - pp. 75-116.
  • O.I.E. World Organisation for Animal Health (2012) Manual of diagnostic tests and vaccines for terrestrial animals: mammals, birds and bees. Biological Standards Commission, World Organization for Animal Health, Paris, pp. 1-19.
  • Nidzworski D., Wasilewska E., Smietanka K., Szewczyk B., Minta Z. Detection and differentiation of Newcastle disease virus and influenza virus by using duplex real-time PCR. ActaBiochim 2013. Pol 60:475-480.
  • Bogoyavlenskiy A., Berezin V., Prilipov A. Newcastle disease outbreaks in Kazakhstan and Kyrgyzstan during 1998 (2000), 2001, 2003, 2004, and 2005 were caused by viruses of the genotypes VIIb and VIId. Virus Genes 39:2009.94-101.
  • Chen S., Hao H., Liu Q. et al. Phylogenetic and pathogenic analyses of two virulent Newcastle disease viruses isolated from Crested Ibis (Nipponianippon) in China. 2013. Virus Genes 46:447-453.
  • Liu X.F., Wan H.Q., Ni X.X., Wu Y.T., Liu W.B. Pathotypical and genotypical characterization of strains of Newcastle disease virus isolated from outbreaks in chicken and goose flocks in some regions of China during 1985-2001. Arch Virol2003. 148:1387-1403.
  • Camila C. Fernandes Molecular and phylogenetic characterization based on the complete genome of a virulent pathotype of Newcastle disease virus isolated in the 1970s in Brazil [2014].
  • Kydyrmanov A., Sayatov M., Karamendin K. et al. Monitoring of influenza A viruses in wild bird populations in Kazakhstan in 2002-2009. 2017. Arch Virol 162:147-155.
  • Alexander D.J. Newcastle disease and other avian paramyxoviruses Rev Sci Tech, 2000, no. 19(2), рр. 443-62.
  • Aldous E.W., Mynn J.K., Banks J., Alexander D.J. A molecular epidemiological study of avian paramyxovirus type 1 (Newcastle disease virus) isolates by phylogenetic analysis of a partial nucleotide sequence of the fusion protein gene. Avian Pathol, 2003, no. 32, pp. 239-256.
  • Болезни домашних и сельскохозяйственных птиц: пер. с англ. / под ред. Б.У. Келнека, Х.Дж. Барнса, Ч.У. Биэрда, Л.Р. Макдугалда [и др.]. - М.: АКВАРИУМ БУК, 2003. - 1232 с.
  • Cattoli G., Manvell R.I., Tisato E. Characterization of Newcastle disease viruses isolated in Italy in 2000 // Avian. Pathol. - 2001. - V. 30. - P. 465-469.
  • Alexander D.J. Newcastle disease in countries of the European Union // Avian Pathol. - 1995. - V. 24. - P. 3-10.
  • Vienna R. Brown, Sarah N. Bevins. A review of virulent Newcastle disease viruses in the United States and the role of wild birds in viral persistence and spread // Veterinary Research. - 2017. - № 48.
  • Инфекционные болезни животных: учебник / под ред. А.А. Сидорчука, Н.А. Масимов, В.Л. Крупальник [и др.]. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2016. - 954 с.
  • Dwi Desmiyeni Putri, Ekowati Handharyani, Retno Damajanti Soejoedono, Agus Setiyono, Ni Luh Putu Ika Mayasari, Okti Nadia Poetri. Pathotypic characterization of Newcastle disease virus isolated from vaccinated chicken in West Java, Indonesia. Vet World. 2017 Apr; 10(4): 438-444.
  • Cattoli G., Fusaro A., Monne I. et al. Emergence of a new genetic lineage of Newcastle disease virus in West and Central Africa-implications for diagnosis and control. 2010Vet Microbiol 142:168-176.
  • Al-Habeeb M.A., Mohamed M.H.A., Sharawi S. Detection and characterization of Newcastle disease virus in clinical samples using real time RT-PCR and melting curve analysis based on matrix and fusion genes amplification. 2013. Vetworld 6:239-243.
  • Sabra M., Dimitrov K.M., Goraichuk I.V. et al. Phylogenetic assessment reveals continuous evolution and circulation of pigeon-derived virulent avian avulaviruses 1 in Eastern Europe, Asia, and Africa. 2017 BMC Vet Res. 13:291.
  • Daulbaeva K.D., Asanova S.E., Butakova I.Sh. i dr. Harakter istikaparamiksovirusov serotipa 1, vydelennyh na territorii Respubliki Kazahstan // Sovr. metodybor'by s boleznjamizhivotnyh v Kazahstane. Almaty, 1993, рр.53-58.
  • Diel D.G., Silva L.H.A., Liu H., Wang Z., Miller P.J., Afonso C.L. Genetic diversity of avian paramyxovirus type 1: Proposal for a unified nomenclature and classification system of Newcastle disease virus genotypes. Infect. Genet. Evol., 2012, 12: 1770-1779
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2012.07.012
  • Courtney S.C., Susta L., Gomez D., Hines N.L., Pedersen J.C., Brown C.C., Millr P.J., Afonso C.L. Highly divergent virulent isolates of Newcastle disease virus from the Dominican Republic are members of a new genotype that may have evolved unnoticed forover 2 decades. J. Clin. Microbiol., 2013, 51: 508-517 ( ).
  • DOI: 10.1128/JCM.02393-12
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp