袁銳 方蘋 倪金俤
摘要:對(duì)我國江蘇地區(qū)養(yǎng)殖錦鯉暴發(fā)性鯉皰疹病毒?。╧oiherpes virus disease,簡稱KHVD)的病原進(jìn)行鑒定。2018年5月,江蘇省一錦鯉養(yǎng)殖場暴發(fā)不明原因傳染疾病,病魚肝、脾、腎臟中未分離到細(xì)菌。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)大量球狀病毒粒子。提取自然發(fā)病魚的鰓、腎、脾、肝組織DNA作為模板進(jìn)行PCR檢測,結(jié)果顯示為陽性。Blast比對(duì)結(jié)果顯示,擴(kuò)增序列與錦鯉瘡疹病毒(koi herpesvirus,簡稱KHV)胸苷激酶(thymidine kinase,簡稱TK)基因和KHV DNA聚合酶(SPH)基因核苷酸序列同源性為99%。對(duì)病毒株的TK基因全長序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,證實(shí)該毒株屬于KHV亞洲型毒株。
關(guān)鍵詞:錦鯉;錦鯉皰疹病毒;病毒鑒定;系統(tǒng)進(jìn)化分析
中圖分類號(hào):S941.41+2?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A? 文章編號(hào):1002-1302(2019)12-0200-04
鯉皰疹病毒?。╧oiherpes virus disease,簡稱KHVD)是由錦鯉皰疹病毒(Koi herpesvirus,簡稱KHV)引起錦鯉和鯉魚及其普通變種的一種急性、接觸性傳染病,該病被我國農(nóng)業(yè)部列為二類動(dòng)物疫病,對(duì)鯉魚和錦鯉的養(yǎng)殖危害極大,致死率高達(dá)80%~100%[1~3]。其病原KHV是雙鏈DNA病毒,基因組全長為295 kb[4],編碼164個(gè)開放閱讀框,KHV有多種基因型,目前已完成全基因組測序的分離株有日本株(KHV-J)、美國株(KHV-U)、以色列株(KHV-I)以及在我國分離的KHV-GZ11,其中,KHV-U、KHV-I和KHV-GZ11的相似性較高[4-5]。目前,我國國內(nèi)報(bào)道并成功分離的KHV毒株有遼寧株(KHV-cj)、廣州株(KHV-GZ1301)、黑龍江株(KHV-hlj)等[6-8]?,F(xiàn)有研究表明,KHV是一種具有高傳染性、高發(fā)病率和高死亡率的病毒性疾病,可感染任何年齡的錦鯉與鯉魚,其典型臨床癥狀是行動(dòng)遲緩、食欲不振、體表尤其是皮膚和鰭基部出現(xiàn)出血癥狀,嚴(yán)重者眼球凹陷、鰓蒼白并伴有中度至嚴(yán)重的壞死,感染后7~10 d開始出現(xiàn)死亡[9-11]。由于KHVD流行范圍廣,危害大,已經(jīng)引起我國及世界多個(gè)國家的高度重視[12]。
2018年5月,江蘇省蘇州地區(qū)一錦鯉養(yǎng)殖場發(fā)生大面積死亡,發(fā)病魚體表黏液明顯增多,眼球凹陷,全身體表多處出血,尤其是鰭基部嚴(yán)重出血,剖檢后可見病魚脾臟、腎臟明顯腫大,然而從內(nèi)臟器官中未能分離檢測到細(xì)菌,鏡檢也未見寄生蟲。根據(jù)病魚的臨床特征及發(fā)病時(shí)間初步判斷該病由KHV引起,為進(jìn)一步驗(yàn)證導(dǎo)致錦鯉大量死亡的原因,根據(jù)我國水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SC/T 7212.1—2011《鯉皰疹病毒檢測方法第1部分:錦鯉皰疹病毒》設(shè)計(jì)檢測引物進(jìn)行病毒PCR檢測,對(duì)病灶部位的電鏡觀察顯示。根據(jù)胸苷激酶(thymidine kinase,簡稱TK)基因全長序列建立系統(tǒng)發(fā)育樹,研究其株型。本研究首次報(bào)道KHV在我國華東地區(qū)暴發(fā)流行。
1 材料與方法
1.1 病樣的采集
患病魚于2018年5月采自江蘇省某觀賞魚養(yǎng)殖場,體長50 cm左右,充氧打包運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。
1.2 主要試劑
病毒DNA提取試劑盒、腦心浸液培養(yǎng)基(BHI)購自北京陸橋生物技術(shù)有限公司;PCR Mix預(yù)混液購自TaKaRa公司;戊二醛等試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.3 細(xì)菌學(xué)檢查
對(duì)病魚進(jìn)行解剖觀察,同時(shí)在無菌操作條件下,從肝臟、脾臟、腎臟取樣進(jìn)行BHI平板、血平板劃線分離細(xì)菌,28 ℃培養(yǎng)24~48 h,觀察病菌生長狀況,待菌落形成后進(jìn)行菌落純化和鑒定。
1.4 電鏡觀察
以去離子水配制2.5%的戊二醛固定液,取鰓、腎、肝、脾組織切成薄片,浸泡于戊二醛固定液中固定,在用透射電鏡觀察前,將組織取出切成0.5 cm×0.5 cm大小的小塊,用透射電子顯微鏡觀察并拍照。
1.5 PCR鑒定
病魚的組織DNA提取按照病毒DNA提取試劑盒的說明進(jìn)行操作。PCR檢測所用引物及檢測方法參照我國水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SC/T 7212.1—2011《鯉皰疹病毒檢測方法第1部分:錦鯉皰疹病毒》進(jìn)行。引物由TaKaRa公司合成,引物序列見表1,TK基因的擴(kuò)增體系為 50 μL,反應(yīng)體系包括25 μL Mix預(yù)混液,2.5 μL DNA模板,引物各0.5 μL(濃度為 100 μmol/L),21.5 μL ddH2O,擴(kuò)增條件:94 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性1 min,51 ℃退火 1 min,72 ℃延伸1 min,40個(gè)循環(huán);72 ℃ 10 min,用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳分析PCR產(chǎn)物,預(yù)期得到約409 bp的PCR產(chǎn)物。SPH基因的擴(kuò)增體系為100 μL,反應(yīng)體系包括50 μL Mix預(yù)混液,5 μL DNA模板,引物各1 μL(濃度為 100 μmol/L),43 μL ddH2O,擴(kuò)增條件:94 ℃ 預(yù)變性30 s;94 ℃變性30 s,63 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,40個(gè)循環(huán);72 ℃ 10 min,用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳分析PCR產(chǎn)物,預(yù)期得到約292 bp的PCR產(chǎn)物。將PCR產(chǎn)物交由生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行測序,將測得的序列登錄美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)進(jìn)行BLAST比對(duì)。
1.6 系統(tǒng)發(fā)育分析
2 結(jié)果與分析
2.1 解剖及病原檢查
患病錦鯉體長約50 cm,魚體明顯缺乏活力,食欲減退,體表黏液增多,鰓絲發(fā)白(圖1),病魚鰭基部及體表出血嚴(yán)重(圖2),解剖后發(fā)現(xiàn)脾臟等內(nèi)臟腫大,其臨床癥狀類似于KHV感染。制作鰓絲水浸片進(jìn)行寄生蟲的顯微鏡檢查,未觀察到寄生蟲。
2.2 病原菌的分離
從病魚的肝、脾、腎組織中未能分離到病原菌。
2.3 電鏡觀察
取病魚的鰓、腎、脾、肝組織進(jìn)行透射電鏡觀察,結(jié)果表明,在腎臟和脾臟組織中,可明顯地觀察到大量成熟或不成熟病毒粒子(圖3、圖4),形狀為圓形,有囊膜結(jié)構(gòu),其直徑在200 nm左右,呈現(xiàn)出典型的皰疹病毒特征,由此證實(shí)該病毒對(duì)于魚體的感染。
2.4 PCR鑒定
根據(jù)我國水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SC/T 7212.1—2011)提供的PCR檢測方法對(duì)發(fā)病魚的鰓、腎、肝、脾進(jìn)行KHV的TK和SPH基因特異性PCR擴(kuò)增,均檢測到預(yù)期大小的片段(圖5),對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行測序,經(jīng)NCBI比對(duì),序列與KHV的TK和SPH基因序列具有99%的同源性,將該毒株命名為KHV-JS。
2.5 系統(tǒng)發(fā)育分析
對(duì)KHV-JS樣進(jìn)行TK全長序列擴(kuò)增,將1 000 bp左右的目的片段送至生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行克隆測序。結(jié)果顯示,分離株的TK基因全長為997 bp,將測得序列與GenBank中登錄的KHV序列進(jìn)行比較,其與KHV-A1的同源性為100%。依據(jù)鄰接法利用MEGA 7.0建立系統(tǒng)發(fā)育樹,從圖6可以看出,本試驗(yàn)中鑒定的KHV-JS株與各個(gè)亞洲株型聚在了一起,為典型KHV亞洲株型。
3 討論
錦鯉皰疹病毒病是一種具有高傳染性、高發(fā)病率和高死亡率的病毒性疾病,給我國及世界多個(gè)國家的錦鯉及鯉魚養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,被世界動(dòng)物衛(wèi)生組織水生動(dòng)物疫病名錄收錄[15]。KHVD一般發(fā)病于春秋季節(jié),高溫夏季、低溫冬季不發(fā)病,發(fā)病溫度為18~28 ℃[16],主要感染各個(gè)生長階段的錦鯉和鯉魚,相關(guān)研究表明,金魚[12]、異育銀鯽[17]等魚類也有可能感染KHV,并可能作為病毒攜帶者,但是到目前為止還沒有除錦鯉和鯉魚以外的其他魚類感染KHV導(dǎo)致發(fā)病的報(bào)道。鯉魚是我國的主要淡水養(yǎng)殖魚類之一,錦鯉則是我國最主要的觀賞魚養(yǎng)殖品種之一,一旦暴發(fā)錦鯉皰疹病毒病,高達(dá)100%的死亡率將給我國水產(chǎn)養(yǎng)殖和觀賞魚產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,亟須開展對(duì)該病的流行病學(xué)調(diào)查和防控研究。
目前,我國已有多地流行和暴發(fā)過KHVD,主要集中在廣東、東北和四川等地區(qū),國內(nèi)報(bào)道并成功分離的KHV毒株有廣州株(KHV-GZ11和KHV-GZ1301)、遼寧株(KHV-cj)、黑龍江株(KHV-hlj),其中,除廣州株KHV-GZ11屬于歐洲株型外,其他毒株均屬于亞洲株型。本研究首次報(bào)道KHVD在我國華東地區(qū)的暴發(fā),并且成功分離鑒定了KHV-JS株。江蘇省是我國淡水魚養(yǎng)殖大省,全省水產(chǎn)養(yǎng)殖面積達(dá)到
63.21 hm2,其中淡水養(yǎng)殖總面積為43.98 hm2,水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)328.1萬t,主要養(yǎng)殖青魚(Mylopharyngodon piceus)、草魚(Ctenopharyngodon idellus)、鰱魚(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙魚(Aristichthys nobilis)、鯉魚(Cyprinus carpio)、鯽魚(Carassius auratus)等,觀賞魚養(yǎng)殖規(guī)模達(dá)到86 234萬尾,占全國總規(guī)模的20.73%,錦鯉作為一種重要的觀賞魚類,深受消費(fèi)者喜愛,具有廣闊的市場前景,然而鯉皰疹病毒病的高死亡率以及具有潛伏感染的特性[18],嚴(yán)重威脅著錦鯉和鯉魚養(yǎng)殖業(yè)的安全。
疫苗是控制病毒性疾病最有效的途徑,在一些常見的水產(chǎn)動(dòng)物病毒病上應(yīng)用廣泛。減毒疫苗以及改良的活疫苗都被證明具有顯著的抗病效果,但是其潛在的安全隱患仍然令人擔(dān)憂,一系列不安全因素阻礙了其在生產(chǎn)上的應(yīng)用[19]。相比傳統(tǒng)疫苗,DNA疫苗更安全,沒有毒力返強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn),是病毒疫苗未來的發(fā)展趨勢,由于不同地區(qū)KHV毒株基因型具有一定的差異性,因此對(duì)不同來源毒株進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析以及株型鑒定,對(duì)于DNA疫苗的研制具有重要意義。Kurita等證明,來自亞洲和歐洲的隔離群有著明顯的基因差異,可通過對(duì)TK基因全長序列的測定將KHV毒株區(qū)分為歐洲型和亞洲型[13]。本研究獲得KHV-JS的TK基因全長序列為997 bp,經(jīng)MEGA 7.0構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,表明KHV-JS屬于亞洲株型。本研究首次從我國華東地區(qū)分離鑒定1株KHV,可為KHV起源進(jìn)化、分類以及疾病診斷和防控提供重要依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]Boutier M,Ronsmans M,Rakus K,et al. Cyprinid herpesvirus 3:an archetype of fish alloherpesviruses[J]. Advances in Virus Research,2015,93:161-256.
[2]Brogden G,Adamek M,Proepsting M J,et al. Cholesterol-rich lipid rafts play an important role in the Cyprinid herpesvirus 3 replication cycle[J]. Veterinary Microbiology,2015,179(3/4):204-212.
[3]Boutier M,Ronsmans M,Ouyang P,et al. Rational development of an attenuated recombinant Cyprinid herpesvirus 3 vaccine using prokaryotic mutagenesis and in vivo bioluminescent imaging[J]. PLoS pathogens,2015,11(2):e1004690.
[4]Aoki T,Hirono I,Kurokawa K,et al. Genome sequences of three koi herpesvirus isolates representing the expanding distribution of an emerging disease threatening koi and common carp worldwide[J]. Journal of Virology,2007,81(10):5058-5065.
[5]Li W,Lee X,Weng S P,et al. Whole-genome sequence of a novel Chinese Cyprinid herpesvirus 3 isolate reveals the existence of a distinct European genotype in East Asia[J]. Veterinary Microbiology,2015,175(2/3/4):185-194.
[6]李瑩瑩,王 慶,曾偉偉,等. 錦鯉皰疹病毒GZ1301株的分離與鑒定[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào),2014,38(8):1159-1166.
[7]朱 霞,李新偉,王 好,等. 一株錦鯉皰疹病毒的分離與鑒定[J]. 中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2011,33(5):340-343.
[8]薛淑群. 錦鯉皰疹病毒(KHV-hIj)株的分離與表達(dá)載體構(gòu)建[D]. 哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2012.
[9]Ilouze M,Dishon A,Kotler M. Characterization of a novel virus causing a lethal disease in carp and koi[J]. Microbiology and Molecular Biology Reviews,2006,70(1):147-156.
[10]Jha P,Barat S. The effect of stocking density on growth,survival rate,and number of marketable fish produced of koi carps,Cyprinus carpio var. koi in concrete tanks[J]. Journal of Applied Aquaculture,2005,17(3):89-102.
[11]Jha P,Barat S. Effect of water exchange on water quality and the production of ornamental carp(Cyprinus carpio var. koi L.)cultured in concrete tanks manured with poultry excreta[J]. Archives of Polish Fisheries,2005,13(1):77-90.
[12]El M M,Saleh M,Soliman H. Detection of Cyprinid herpesvirus type 3 in goldfish cohabiting with CyHV-3-infected koi carp(Cyprinus carpio koi)[J]. The Veterinary Record,2007,161(23):792-793.
[13]Kurita J,Yuasa K,Ito T,et al. Molecular epidemiology of koi herpesvirus[J]. Fish Pathology,2009,44(2):59-66.
[14]陳俊杰,李媛瑗,陽瑞雪,等. 四川地區(qū)一株錦鯉皰疹病毒的分離鑒定及系統(tǒng)進(jìn)化分析[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào),2018,42(1):1-8.
[15]Antychowicz J. Notifiable diseases in OIE manuals and European union legislations[J]. Medycyna Weterynaryjna,2006,62(9):977-980.
[16]Hedrick R P,Gilad O,Yun S,et al. A herpesvirus associated with mass mortality of juvenile and adult koi,a strain of common carp[J]. Journal of Aquatic Animal Health,2000,12(1):44-57.
[17]Potkonjak A,Nikolin V. Common fish species in polyculture with carp as Cyprinid herpesvirus 3 carriers[J]. Acta Veterinaria,2012,62(5/6):675-681.
[18]Reed A N,Izume S,Dolan B P,et al. Identification of B cells as a major site for Cyprinid herpesvirus 3 latency[J]. Journal of Virology,2014,88(16):9297-9309.
[19]鄭樹城,王 慶,李瑩瑩,等. 鯉皰疹病毒3型研究進(jìn)展[J]. 病毒學(xué)報(bào),2016,32(1):108-120.李 柯,王志剛,毛麗盈,等. 中華沙鰍的兩性異形和雌性繁殖能力[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,47(12):204-208.