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中华鳖养殖规模扩大引发疾病增多问题,研究人员建立中华鳖肾细胞系(PSK)并对新型腺病毒(CSTAdV - 1)进行分子特征研究。成功建立 PSK 细胞系,确定 CSTAdV - 1 为新物种,为鳖类病毒研究奠定基础。
在中华鳖的养殖世界里,一场看不见的 “战争” 正在悄然打响。中华鳖,这种两栖且用肺呼吸的爬行动物,凭借其鲜美的味道、丰富的营养和重要的药用价值,深受人们喜爱。随着中国内地水产养殖业的迅猛发展,中华鳖的年养殖产量在 2023 年达到了 497 千吨。然而,就像打开了潘多拉魔盒,养殖规模的不断扩大和养殖方式的日益密集,让各种疾病纷纷找上门来。细菌和病毒等病原体成了中华鳖健康的 “杀手”,其中已报道的病毒就有中华鳖出血综合征病毒(TSHSV)、中华鳖虹彩病毒(STIV)、中华鳖败血症球形病毒以及中华鳖黄病毒。
在病毒的大家族中,腺病毒一直是备受关注的对象。它是一种没有包膜的病毒,有着独特的伪 T = 25 二十面体结构,基因组是线性双链 DNA 分子,两端还带有特殊的反向末端重复序列(ITRs)。虽然腺病毒在众多脊椎动物中都被发现过,但在中华鳖身上却一直未见其踪影。而且,由于缺乏合适的中华鳖细胞系,研究人员在研究中华鳖病毒性疾病时困难重重,这不仅限制了对病毒的深入了解,也阻碍了有效疫苗的研发。
为了打破这一困境,来自国内的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们致力于建立一种中华鳖的细胞系,并利用它来研究从患病中华鳖样本中分离出的新型腺病毒。经过不懈努力,研究取得了一系列重要成果,相关论文发表在《Aquaculture》上。这些成果对于深入了解中华鳖病毒,保护中华鳖养殖业的健康发展有着重要意义。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是组织块培养法,通过这种方法成功建立了中华鳖肾细胞系(PSK);其次是测序技术,对线粒体 DNA 的 D - loop 区和 16S rRNA 进行测序,确认细胞来源,还通过全基因组测序来分析新型腺病毒的特征;此外,还利用了电子显微镜技术,直观观察病毒粒子。
下面来详细看看研究结果:
- 中华鳖肾细胞系(PSK)的建立:研究人员用标准组织块法,从一只 80g 的健康小中华鳖肾脏出发培养细胞。9 天后,原代细胞从组织块边缘迁移出来,不断向外扩展。最初传代时,细胞既有上皮样又有纤维母细胞样形态。到第 50 天,细胞形成 80% 融合的单层,目前已传代 84 次,成功建立了 PSK 细胞系。
- PSK 细胞系的特性鉴定:通过实验确定 PSK 细胞在添加 15% 胎牛血清的 MEM/EBSS 培养基中生长最佳。对线粒体 DNA 的 D - loop 区和 16S rRNA 测序,证实细胞来源于中华鳖。核型分析显示,第 57 代 PSK 细胞的染色体众数为 2n = 62 。而且,PSK 细胞对中华鳖虹彩病毒(STIV)敏感,感染后会出现明显的细胞病变效应(CPE),通过 PCR 检测 STIV 主要衣壳基因和电镜观察病毒粒子进一步证实了这一点。
- 新型腺病毒的发现与鉴定:用患病中华鳖组织悬液的 0.22μm 滤液接种 PSK 细胞,引发了显著的 CPE,电镜观察到病毒粒子的存在。对感染细胞进行 RNA - seq 分析,组装出 11 个重叠群,都与腺病毒相似。全基因组测序表明,该腺病毒基因组长度为 25,548bp ,两端各有 30bp 的反向末端重复序列(ITRs)。预测基因的数量和排列与 FrAdV - 1 相同,预测蛋白与 FrAdV - 1 相应蛋白的同源性达 80 - 100%。基于 DNA 依赖的 DNA 聚合酶氨基酸序列的系统发育分析显示,该病毒与 Siadenovirus 属的代表性腺病毒聚集在一起。综合唾液酸酶的存在和聚合酶氨基酸序列的系统发育分析结果,研究人员认为这是 Siadenovirus 属的一个新物种,并将其命名为中华鳖腺病毒分离株 1(CSTAdV - 1)。
研究结论表明,研究人员成功建立了连续的中华鳖肾细胞系(PSK),并对中华鳖新型腺病毒(CSTAdV - 1)进行了分子特征描述。CSTAdV - 1 在基因组结构、唾液酸酶的存在以及系统发育关系等方面的特点,都强烈暗示它是 Siadenovirus 属的新物种。这一成果意义非凡,它不仅是首次公布的龟鳖类腺病毒全基因组序列,为腺病毒的分类学研究提供了新的依据,有助于深入了解病毒的进化历程,也为探究病毒与宿主之间的相互作用机制打开了新的大门,对中华鳖养殖业病毒性疾病的防控有着重要的指导意义,有望推动相关疫苗和防控策略的研发,为中华鳖养殖业的可持续发展保驾护航。