基于氨基酸序列的甲型流感病毒多樣性及進化分析
發(fā)布時間：2021-06-16 12:45
甲型流感病毒（influenza A virus,IAV）可引起人和多種動物感染發(fā)病。IAV的多樣性和分布特征非常復(fù)雜,揭示IAV的多樣性和分布特征有助于分析IAV疫情狀況和風(fēng)險,闡明IAV的流行規(guī)律,以及預(yù)測IAV疫情發(fā)展態(tài)勢。十年前,IAV的多樣性和分布特征曾被全面解析。但是近十年來,新增了數(shù)萬株IAV的基因序列,同時有些IAV基因的舊序列已被修訂。這些新增和修訂的毒株可能代表了一些新的分支或亞分支。并且,近十年計算機運算能力也顯著增強,為系統(tǒng)運算更多、更新、更準(zhǔn)確的IAV序列提供了工具。鑒于上述背景,本研究旨在重新全景式地解析了IAV多樣性和分布特征,以完善了人們對IAV多樣性和分布特征的認(rèn)識。在本研究中,將主要在禽、人、豬、馬和犬群體中流行的IAV,分別命名為禽流感病毒（AIV）、人流感病毒（Hu IV）、豬流感病毒（SIV）、馬流感病毒（EIV）、犬流感病毒（CIV）;本研究從流感病毒資源數(shù)據(jù)庫中（Influenza Virus Resource）篩選了背景清晰的139872條IAV的氨基酸序列,作為分析原始材料;對不同亞型的HA和NA基因節(jié)段,以及IAV的6個內(nèi)部基因節(jié)段（...
【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：150 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
996-2011年亞歐非三大洲H5強毒HA基因進化情況
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生學(xué)位論文34A/swine/Mexico/AVX47/2013(H1N1)。2株HuIV及1株AIV毒株A/turkey/Netherlands/543301/1999也位于H1.1d分支。圖3-1H1亞型流感病毒HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布情況H1亞型IAV分為2個一級分支，H1.1和H1.2。H1.1分支對應(yīng)H1亞型AIV以及諸多起源于AIV的SIV。H1.2分支對應(yīng)經(jīng)典的H1亞型HuIV和SIV。在進化樹中，在進化樹中，禽、人和豬的分支分別用藍、綠和紅色進行標(biāo)記。禽、人和豬的代表毒株分別用紅、粉和藍色進行標(biāo)記。Fig.3-1PhylogeneticdiversityanddistributionofH1subtypeIAVsbasedonHAsequencesH1subtypeIAVswereclassifiedintotwoprimarylineages.H1.1mainlycorrespondedtoH1subtypeAIVsandsomeSIVswhichoriginatedfromtheAIVs.H1.2correspondedtoclassicalH1subtypeHuIVsandSIVs.Avian,humanandswinelineagesweregiveninblue,greenandredcolor,respectively.Avian,humanandswine,representativesequenceswereshowedinred,pinkandbluesolidcircles,respectively.H1.2分支對應(yīng)著經(jīng)典的H1亞型HuIV和SIV。H1.2進一步分為4個二級分支，H1.2a-H1.2d。H1.2a對應(yīng)1918年的HuIV。H1.2b對應(yīng)1930-1945年間全球流行的SIV，1990年、2008年、2009年的3株SIV例外。H1.2c對應(yīng)在全球流行多年的H1亞型SIV。H1.2c內(nèi)的一株毒引起2009年H1N1亞型HuIV的大流行，在后續(xù)研究中，被命名為A(H1N1)pdm09�，F(xiàn)今，這個分支的毒株在本研究被命名為H1.2c1，發(fā)展成季節(jié)性H1N1亞型HuIV。H1.2d覆蓋了眾多1930s-1950s和1970s-2010年間流行于人群的HuIV，以及2010年后流行的SIV。雖然H1.2dHuIV分支中插入了眾多SIV（圖S1_1），我們推測這可能是由于某些SIV很偶
基于氨基酸序列的甲型流感病毒多樣性及進化分析37我們未對某些相互之間展示了顯著的遺傳距離的分支進行亞分支的命名，緣于這些IAV在宿主、時間及空間分布等方面無顯著差異，本研究不過度依賴遺傳距離，根據(jù)現(xiàn)實必要性進行了分支的命名。圖3-2H2亞型IAV的HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布情況H2亞型IAV可分為2個一級分支，H2.1和H2.2，基本上分別對應(yīng)著分離自西半球和東半球的AIV。禽和人的分支分別用藍色和綠色進行標(biāo)記，禽和人的代表毒株分別用紅色和粉色進行標(biāo)記。Fig.3-2PhylogeneticdiversityanddistributionofH2subtypeIAVsbasedonHAsequences.H2subtypeIAVswereclassifiedintotwoprimarylineages,largelycorrespondingtotheAIVsisolatedfromtheWesternandEasternHemispheres,respectively.Avianandhumanlineagesweregiveninblueandgreencolor,avianandhumanrepresentativesequenceswereshowedinredandpinksolidcircles,respectively.3.4.1.3H3亞型IAV的HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布分析從多樣性的角度，基于病毒的HA基因序列，H3亞型流感病毒可分為3個一級分支，H3.1H3.3，詳見圖3-3（進化樹的縮略圖）和圖S1_3（原始進化樹）。H3.1對應(yīng)H3亞型AIV，同時命名了3個二級分支，H3.1aH3.1c。H3.1a對應(yīng)流行于西半球的AIV，H3.1b對應(yīng)環(huán)太平洋的AIV，H3.1c對應(yīng)全球分布的AIV。H3.1c命名了2個二級分支，H3.1c1對應(yīng)分離自西半球的AIV，H3.1c2對應(yīng)與流行于韓國的AIV親緣關(guān)系較近的犬/貓IAV，表明這些犬/貓IAV非常有可能來源于韓國流行的AIV。本研究未對流行于東半球的AIV命名亞分支，主
【參考文獻】：
期刊論文
[1]流感研究數(shù)據(jù)庫（IRD）在病毒研究中的應(yīng)用[J]. 吳運譜. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2018(09)
[2]豬流感病毒的進化及其對人類的威脅[J]. 卜欣欣,龍進學(xué),顧敏,劉秀梵. 家畜生態(tài)學(xué)報. 2018(08)
[3]H3N2亞型禽流感病毒及豬流感病毒感染人肺腺癌細胞后增殖的差異性變化[J]. 崔夢一,梁佳,黃曉量,勞婷婷,王伊玲,王晉,高靈茜,樊曉暉. 動物醫(yī)學(xué)進展. 2017(04)
[4]口蹄疫病毒研究進展[J]. 李夏瑩,鄭鷺飛,張秀杰,楊坤,汪其懷,周榮,吳添文. 中國畜牧獸醫(yī). 2015(07)
[5]H5N1亞型禽流感病毒的流行與致病性[J]. 孫洪磊,劉金華. 生命科學(xué). 2015(05)
[6]豬流感病毒概述[J]. 楊帥,朱聞斐,舒躍龍. 病毒學(xué)報. 2013(03)
[7]Increased substitution rate in H5N1 avian influenza viruses during mass vaccination of poultry[J]. WANG ZhaoGuo1,JIANG WenMing2,LIU Shuo2,HOU GuangYu2,LI JinPing2,WANG ZhiYu1 & CHEN JiMing2 1 College of Public Health,Shandong University,Jinan 250012,China;2 China Animal Health and Epidemiology Center,Qingdao 266032,China. Chinese Science Bulletin. 2012(19)
[8]廣東地區(qū)流感H3N2毒株血凝素基因特征、進化和變異分析[J]. 黃平,鐘靜,梁麗君,侯年妹,倪漢忠,武婕,張欣. 病毒學(xué)報. 2012(04)
[9]我國H5N1亞型流感病毒疫情及病原特性[J]. 郭興福,王飛,呼太飛,李雁冰,李艷華. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2011(12)
[10]豬流感病毒進化方式及其流行特點[J]. 祁賢,陸承平. 微生物學(xué)報. 2009(09)
博士論文
[1]我國雞群中H7N9亞型禽流感病毒的遺傳進化及PA-X蛋白在高、低致病性毒株感染中的作用和機制研究[D]. 劉東.揚州大學(xué) 2019
[2]甲型流感病毒重要亞型的進化研究[D]. 靳遠.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2015
[3]流感病毒感染致炎的表觀遺傳學(xué)機制研究[D]. 湯必奎.復(fù)旦大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于樣本頻率的重要亞型禽流感病毒適應(yīng)性進化規(guī)律研究[D]. 彭小川.軍事科學(xué)院 2019
[2]重組高產(chǎn)H1N1亞型豬流感滅活疫苗的制備及免疫保護效力評價[D]. 阮寶陽.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]H3N2亞型豬流感及不同亞型流感重組病毒的拯救[D]. 杜金玲.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2009
[4]A型流感病毒HA基因遺傳多樣性與2007-2008年中國部分地區(qū)H9亞型禽流感病毒HA基因分子進化分析[D]. 嵇康.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號：3233103
【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
996-2011年亞歐非三大洲H5強毒HA基因進化情況
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生學(xué)位論文34A/swine/Mexico/AVX47/2013(H1N1)。2株HuIV及1株AIV毒株A/turkey/Netherlands/543301/1999也位于H1.1d分支。圖3-1H1亞型流感病毒HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布情況H1亞型IAV分為2個一級分支，H1.1和H1.2。H1.1分支對應(yīng)H1亞型AIV以及諸多起源于AIV的SIV。H1.2分支對應(yīng)經(jīng)典的H1亞型HuIV和SIV。在進化樹中，在進化樹中，禽、人和豬的分支分別用藍、綠和紅色進行標(biāo)記。禽、人和豬的代表毒株分別用紅、粉和藍色進行標(biāo)記。Fig.3-1PhylogeneticdiversityanddistributionofH1subtypeIAVsbasedonHAsequencesH1subtypeIAVswereclassifiedintotwoprimarylineages.H1.1mainlycorrespondedtoH1subtypeAIVsandsomeSIVswhichoriginatedfromtheAIVs.H1.2correspondedtoclassicalH1subtypeHuIVsandSIVs.Avian,humanandswinelineagesweregiveninblue,greenandredcolor,respectively.Avian,humanandswine,representativesequenceswereshowedinred,pinkandbluesolidcircles,respectively.H1.2分支對應(yīng)著經(jīng)典的H1亞型HuIV和SIV。H1.2進一步分為4個二級分支，H1.2a-H1.2d。H1.2a對應(yīng)1918年的HuIV。H1.2b對應(yīng)1930-1945年間全球流行的SIV，1990年、2008年、2009年的3株SIV例外。H1.2c對應(yīng)在全球流行多年的H1亞型SIV。H1.2c內(nèi)的一株毒引起2009年H1N1亞型HuIV的大流行，在后續(xù)研究中，被命名為A(H1N1)pdm09�，F(xiàn)今，這個分支的毒株在本研究被命名為H1.2c1，發(fā)展成季節(jié)性H1N1亞型HuIV。H1.2d覆蓋了眾多1930s-1950s和1970s-2010年間流行于人群的HuIV，以及2010年后流行的SIV。雖然H1.2dHuIV分支中插入了眾多SIV（圖S1_1），我們推測這可能是由于某些SIV很偶
基于氨基酸序列的甲型流感病毒多樣性及進化分析37我們未對某些相互之間展示了顯著的遺傳距離的分支進行亞分支的命名，緣于這些IAV在宿主、時間及空間分布等方面無顯著差異，本研究不過度依賴遺傳距離，根據(jù)現(xiàn)實必要性進行了分支的命名。圖3-2H2亞型IAV的HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布情況H2亞型IAV可分為2個一級分支，H2.1和H2.2，基本上分別對應(yīng)著分離自西半球和東半球的AIV。禽和人的分支分別用藍色和綠色進行標(biāo)記，禽和人的代表毒株分別用紅色和粉色進行標(biāo)記。Fig.3-2PhylogeneticdiversityanddistributionofH2subtypeIAVsbasedonHAsequences.H2subtypeIAVswereclassifiedintotwoprimarylineages,largelycorrespondingtotheAIVsisolatedfromtheWesternandEasternHemispheres,respectively.Avianandhumanlineagesweregiveninblueandgreencolor,avianandhumanrepresentativesequenceswereshowedinredandpinksolidcircles,respectively.3.4.1.3H3亞型IAV的HA基因氨基酸序列的進化多樣性及分布分析從多樣性的角度，基于病毒的HA基因序列，H3亞型流感病毒可分為3個一級分支，H3.1H3.3，詳見圖3-3（進化樹的縮略圖）和圖S1_3（原始進化樹）。H3.1對應(yīng)H3亞型AIV，同時命名了3個二級分支，H3.1aH3.1c。H3.1a對應(yīng)流行于西半球的AIV，H3.1b對應(yīng)環(huán)太平洋的AIV，H3.1c對應(yīng)全球分布的AIV。H3.1c命名了2個二級分支，H3.1c1對應(yīng)分離自西半球的AIV，H3.1c2對應(yīng)與流行于韓國的AIV親緣關(guān)系較近的犬/貓IAV，表明這些犬/貓IAV非常有可能來源于韓國流行的AIV。本研究未對流行于東半球的AIV命名亞分支，主
【參考文獻】：
期刊論文
[1]流感研究數(shù)據(jù)庫（IRD）在病毒研究中的應(yīng)用[J]. 吳運譜. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2018(09)
[2]豬流感病毒的進化及其對人類的威脅[J]. 卜欣欣,龍進學(xué),顧敏,劉秀梵. 家畜生態(tài)學(xué)報. 2018(08)
[3]H3N2亞型禽流感病毒及豬流感病毒感染人肺腺癌細胞后增殖的差異性變化[J]. 崔夢一,梁佳,黃曉量,勞婷婷,王伊玲,王晉,高靈茜,樊曉暉. 動物醫(yī)學(xué)進展. 2017(04)
[4]口蹄疫病毒研究進展[J]. 李夏瑩,鄭鷺飛,張秀杰,楊坤,汪其懷,周榮,吳添文. 中國畜牧獸醫(yī). 2015(07)
[5]H5N1亞型禽流感病毒的流行與致病性[J]. 孫洪磊,劉金華. 生命科學(xué). 2015(05)
[6]豬流感病毒概述[J]. 楊帥,朱聞斐,舒躍龍. 病毒學(xué)報. 2013(03)
[7]Increased substitution rate in H5N1 avian influenza viruses during mass vaccination of poultry[J]. WANG ZhaoGuo1,JIANG WenMing2,LIU Shuo2,HOU GuangYu2,LI JinPing2,WANG ZhiYu1 & CHEN JiMing2 1 College of Public Health,Shandong University,Jinan 250012,China;2 China Animal Health and Epidemiology Center,Qingdao 266032,China. Chinese Science Bulletin. 2012(19)
[8]廣東地區(qū)流感H3N2毒株血凝素基因特征、進化和變異分析[J]. 黃平,鐘靜,梁麗君,侯年妹,倪漢忠,武婕,張欣. 病毒學(xué)報. 2012(04)
[9]我國H5N1亞型流感病毒疫情及病原特性[J]. 郭興福,王飛,呼太飛,李雁冰,李艷華. 畜牧獸醫(yī)科技信息. 2011(12)
[10]豬流感病毒進化方式及其流行特點[J]. 祁賢,陸承平. 微生物學(xué)報. 2009(09)
博士論文
[1]我國雞群中H7N9亞型禽流感病毒的遺傳進化及PA-X蛋白在高、低致病性毒株感染中的作用和機制研究[D]. 劉東.揚州大學(xué) 2019
[2]甲型流感病毒重要亞型的進化研究[D]. 靳遠.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2015
[3]流感病毒感染致炎的表觀遺傳學(xué)機制研究[D]. 湯必奎.復(fù)旦大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于樣本頻率的重要亞型禽流感病毒適應(yīng)性進化規(guī)律研究[D]. 彭小川.軍事科學(xué)院 2019
[2]重組高產(chǎn)H1N1亞型豬流感滅活疫苗的制備及免疫保護效力評價[D]. 阮寶陽.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]H3N2亞型豬流感及不同亞型流感重組病毒的拯救[D]. 杜金玲.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2009
[4]A型流感病毒HA基因遺傳多樣性與2007-2008年中國部分地區(qū)H9亞型禽流感病毒HA基因分子進化分析[D]. 嵇康.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號：3233103
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