sibvestСибирский вестник сельскохозяйственной наукиSiberian Herald of Agricultural Science0370-87992658-462XSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences10.26898/0370-8799-2024-6-9sibvest-1921Research ArticleЗООТЕХНИЯ И ВЕТЕРИНАРИЯZOOTECHNICS AND VETERINARY MEDICINEСравнительный филогенетический анализ сибирских изолятов пестивирусов крупного рогатого скотаComparative phylogenetic analysis of Siberian isolates of bovine pestivirusesГлотовА. Г.GlotovA. G.

Доктор ветеринарных наук, главный научный сотрудник.

Новосибирская область, р.п. Краснообск

Alexander G. Glotov - Doctor of Science in Veterinary Medicine, Head Researcher.

Krasnoobsk, Novosibirsk region

glotov_vet@mail.ruНефедченкоА. В.NefedchenkoA. V.

Доктор ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник.

Новосибирская область, р.п. Краснообск

Alexei V. Nefedchenko - Doctor of Science in Veterinary Medicine, Lead Researcher.

Krasnoobsk, Novosibirsk region

homeovet@narod.ruКотеневаС. В.KotenevaS. V.

Кандидат ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник.

Новосибирская область, р.п. Краснообск

Svetlana V. Koteneva - Candidate of Science in Veterinary Medicine, Lead Researcher.

Krasnoobsk, Novosibirsk region

koteneva-sv@mail.ruГлотоваТ. И.GlotovaT. I.

Доктор биологических наук, главный научный сотрудник.

630501, Новосибирская область, р.п. Краснообск, а/я 463

Tatiana I. Glotova - Doctor of Science in Biology, Head Researcher.

PO Box 463, Krasnoobsk, Novosibirsk Region, 630501

t-glotova@mail.ruСибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наукРоссияSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20242707202454689100Copyright © Глотов А.Г., Нефедченко А.В., Котенева С.В., Глотова Т.И., 20242024Глотов А.Г., Нефедченко А.В., Котенева С.В., Глотова Т.И.Glotov A.G., Nefedchenko A.V., Koteneva S.V., Glotova T.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibvest.elpub.ru/jour/article/view/1921

Приведены результаты сравнительного филогенетического анализа 52 изолятов пестивирусов крупного рогатого скота трех видов, циркулирующих среди высокопродуктивного молочного скота в Сибири, а также присутствующих в образцах коммерческой эмбриональной сыворотки, перевиваемых линиях культур клеток и живых вакцинах по четырем генам: Npro, Erns, E1 и E2. Полученные данные сравнивали с данными сиквенса по гену 5'UTR, полученными ранее. Результаты подтвердили циркуляцию на территории Сибири 11 субтипов BVDV-1 (a, b, c, d, f, g, i, j, k, p, r), трех субтипов BVDV-2 (a, b, c) и одного BVDV-3 (a). Генетические профили изолятов по генам 5'UTR, Npro, Erns и E1 совпали полностью. Исключение составили три изолята BVDV-1a (R/FBS/96, N/MDBK/08 и SA/FBS/08), выявленные в инфицированных культурах клеток, которые сгруппировались в кладу, сформированную референтными последовательностями BVDV-1j. Остальные изоляты, ранее показавшие 100%-ю идентичность последовательностей 5'UTR, имели сходство нуклеотидных последовательностей генов Npro, Erns, Е1 и Е2 в пределах 96–99%, что также подразумевает их близкое родство. Результаты сиквенса изолятов BVDV-2 показали полное соответствие последовательностей геномов, выявленных в предыдущих исследованиях. Сравнительный сиквенс также подтвердил циркуляцию изолятов пестивируса Н итало-бразильской группы (BVBD-3a) в Сибири, однако все изоляты разделились на две субклады. К первой отнесли изоляты, выделенные из эмбриональных сывороток и культур клеток, ко второй – выделенные из вакцин и внутренних органов больных животных при вспышках болезни в хозяйствах. Обсуждается вопрос о генетическом многообразии пестивирусов крупного рогатого скота, их происхождении и изменчивости.

The results of comparative phylogenetic analysis of 52 isolates of bovine pestiviruses of three species circulating among highly productive dairy cattle in Siberia, as well as those present in the samples of commercial fetal serum, transfected cell culture lines and live vaccines on four genes: Npro, Erns, E1 and E2 are presented. The obtained data were compared with the results of the 5'UTR gene sequencing obtained earlier. The results confirmed the circulation in Siberia of eleven subtypes of BVDV-1 (a,b,c,d,f,g,i,j, k,p,r), three subtypes of BVDV-2 (a,b,c) and one BVDV -3(a). The genetic profiles of the isolates for the 5'UTR, Npro, Erns and E1 genes matched completely. The exceptions were three BVDV-1a isolates (R/FBS/96, N/MDBK/08 and SA/FBS/08) detected in infected cell cultures that clustered in a clade formed by BVDV-1j reference sequences. The remaining isolates previously shown to have 100% sequence identity of the 5'UTR had nucleotide sequence similarities of the Npro, Erns, E1, and E2 genes ranging from 96-99%, which also implies that they are closely related. The results of the BVDV-2 isolates sequencing showed a complete correspondence with the genome sequences identified in the previous studies. Comparative sequencing also confirmed the circulation of H Italian-Brazilian pestivirus isolates (BVBD-3a) in Siberia, but all the isolates were divided into two subclades. The first included the isolates isolated from fetal sera and cell cultures, while the second included those isolated from the vaccines and internal organs of diseased animals during outbreaks in farms. The genetic diversity of bovine pestiviruses, their origin and variability are discussed.

пестивирусывидысубтипыфилогенетический анализгеныкрупный рогатый скотpestivirusesspeciessubtypesphylogenetic analysisgenescattleРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда по проекту № 23-26-00006 «Генетическая изменчивость и разнообразие пестивирусов крупного рогатого скота, основные риски заноса новых генетических вариантов на территорию Российской Федерации».The work was financially supported by the Russian Science Foundation under the project № 23-26-00006 “Genetic variability and diversity of bovine pestiviruses, the main risks of introduction of new genetic variants into the territory of the Russian Federation”.ReferencesEvans C.A., Pinior B., Larska M., Graham D., Schweizer M., Guidarini C., Decaro N., Ridpath J., Gates M.C. Global knowledge gaps in the prevention and control of bovine viral diarrhoea (BVD) virus // Transboundary and Emerging Diseases. 2019. Vol. 66 (2). P. 640–652. DOI: 10.1111/tbed.13068.Evans C.A., Pinior B., Larska M., Graham D., Schweizer M., Guidarini C., Decaro N., Ridpath J., Gates M.C. Global knowledge gaps in the prevention and control of bovine viral diarrhoea (BVD) virus. Transboundary and Emerging Diseases, 2019, vol. 66 (2), pp. 640–652. DOI: 10.1111/tbed.13068.Su N., Wang Q., Liu H.Y., Li L.M., Tian T., Yin J.Y., Zheng W., Ma Q.X., Wang T.T., Li T., Yang T.L., Li J.M., Diao N.C., Shi K., Du R. Prevalence of bovine viral diarrhea virus in cattle between 2010 and 2021: A global systematic review and meta-analysis // Frontiers in veterinary science. 2023. Vol. 9. P. 1086180. DOI: 10.3389/fvets.2022.1086180.Su N., Wang Q., Liu H.Y., Li L.M., Tian T., Yin J.Y., Zheng W., Ma Q.X., Wang T.T., Li T., Yang T.L., Li J.M., Diao N.C., Shi K., Du R. Prevalence of bovine viral diarrhea virus in cattle between 2010 and 2021: A global systematic review and meta-analysis. Frontiers in veterinary science, 2023, vol. 9, p. 1086180. DOI: 10.3389/fvets.2022.1086180.Yeşilbağ K., Alpay G., Becher P. Variability and global distribution of subgenotypes of bovine viral diarrhea virus // Viruses. 2017. Vol. 9 (6). P. 128. DOI: 10.3390/v9060128.Yeşilbağ K., Alpay G., Becher P. Variability and global distribution of subgenotypes of bovine viral diarrhea virus. Viruses, 2017, vol. 9 (6), p. 128. DOI: 10.3390/v9060128.Bauermann F.V., Wernike K., Weber M.N., Silveira S. Editorial: Pestivirus: Epidemiology, evolution, biology and clinical features // Frontiers in veterinary science. 2022. Vol. 9. P. 1025314. DOI: 10.3389/fvets.2022.1025314.Bauermann F.V., Wernike K., Weber M.N., Silveira S. Editorial: Pestivirus: Epidemiology, evolution, biology and clinical features. Frontiers in veterinary science, 2022, vol. 9, p. 1025314. DOI: 10.3389/fvets.2022.1025314.Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11 // Molecular Biology and Evolution. 2021. Vol. 38 (7). P. 3022–3027. DOI: 10.1093/molbev/msab120.Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 11. Molecular Biology and Evolution, 2021, vol. 38 (7), p. 3022–3027. DOI: 10.1093/molbev/msab120.Котенева С.В., Максютов Р.А., Глотова Т.И., Глотов А.Г. Идентификация атипичного пестивируса крупного рогатого скота в биологических образцах // Сельскохозяйственная биология. 2017. № 52 (6). С. 1259–1264. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1259rus.Koteneva S.V., Maksyutov R.A., Glotova T.I., Glotov A.G. Identification of the bovine atypical pestivirus in biological samples. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya = Agricultural Biology, 2017, no. 52 (6), pp. 1259–1264. (In Russian). DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1259rus.Котенева С.В., Нефедченко А.В., Глотова Т.И., Глотов А.Г. Генетический полиморфизм возбудителя вирусной диареи (болезни слизистых оболочек) крупного рогатого скота на молочных комплексах Сибири// Сельскохозяйственная биология. 2018. № 53 (6). С. 1238–1246. DOI: 10.15389/agrobiology.2018.6.1238rus.Koteneva S.V., Nefedchenko A.V., Glotova T.I., Glotov A.G. Genetic polymorphism of the bovine viral diarrhea viruses (disease of the mucous membranes) in big dairy farms in Siberia. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya = Agricultural Biology, 2018, no. 53 (6), pp. 1238–1246. (In Russian). DOI: 10.15389/agrobiology.2018.6.1238rus.Глотов А.Г., Котенева С.В., Глотова Т.И., Южаков А.Г., Максютов Р.А, Забережный А.Д. Филогенетический анализ пестивирусов крупного рогатого скота, выявленных в Сибири // Вопросы вирусологии. 2018. № 63 (4). С. 185–191. DOI: 10.18821/0507-4088-2018-63-4-185-191.Glotov A.G., Koteneva S.V., Glotova T.I., Yuzhakov A.G., Maksyutov R.A., Zaberezhny A.D. Phylogenetic analysis of bovine pestiviruses detected in Siberia. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2018, no. 63 (4), pp. 185–191. (In Russian). DOI: 10.18821/0507-4088-2018-63-4-185-191.Глотов А.Г., Глотова Т.И., Нефедченко А.В., Котенева С.В. Генетический полиморфизм и распространение пестивирусов (Flaviviridae: Pestivirus) крупного рогатого скота в мире и в Российской Федерации // Вопросы вирусологии. 2022. № 67 (1). С. 18–26. DOI: 10.36233/0507-4088-96.Glotov A.G., Glotova T.I., Nefedchenko A.V., Koteneva S.V. Genetic diversity and distribution of bovine pestiviruses (Flaviviridae: Pestivirus) in the world and in the Russian Federation. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2022, no. 67 (1), pp. 18–26. (In Russian). DOI:10.36233/0507-4088-96.Shah P.T., Nawal Bahoussi A., Ahmad A., Sikandar M., Xing L. Bovine viral diarrhea virus in China: A comparative genomic and phylogenetic analysis with complete genome sequences // Frontiers in veterinary science. 2022. Vol. 9. P. 992678. DOI: 10.3389/fvets.2022.992678.Shah P.T., Nawal Bahoussi A., Ahmad A., Sikandar M., Xing L. Bovine viral diarrhea virus in China: A comparative genomic and phylogenetic analysis with complete genome sequences. Frontiers in veterinary science, 2022, vol. 9, p. 992678. DOI: 10.3389/fvets.2022.992678.Mu Y., Tews B.A., Luttermann C., Meyers G. Interaction of Pestiviral E1 and E2 Sequences in Dimer Formation and Intracellular Retention // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22 (14). P. 7285. DOI: 10.3390/ijms22147285.Mu Y., Tews B.A., Luttermann C., Meyers G. Interaction of Pestiviral E1 and E2 Sequences in Dimer Formation and Intracellular Retention. International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22 (14), p. 7285. DOI: 10.3390/ijms22147285.Chi S., Chen S., Jia W., He Y., Ren L., Wang X. Non-structural proteins of bovine viral diarrhea virus // Virus Genes. 2022. Vol. 58 (6). P. 491–500. DOI: 10.1007/s11262-022-01914-8.Chi S., Chen S., Jia W., He Y., Ren L., Wang X. Non-structural proteins of bovine viral diarrhea virus. Virus Genes, 2022, vol. 58 (6), pp. 491–500. DOI: 10.1007/s11262-022-01914-8.Qi S., Wo L., Sun C., Zhang J., Pang Q., Yin X. Host Cell Receptors Implicated in the Cellular Tropism of BVDV // Viruses. 2022. Vol. 14 (10). P. 2302. DOI: 10.3390/v14102302.Qi S., Wo L., Sun C., Zhang J., Pang Q., Yin X. Host Cell Receptors Implicated in the Cellular Tropism of BVDV. Viruses, 2022, vol. 14 (10), p. 2302. DOI: 10.3390/v14102302.Weber M.N., Wolf J.M., da Silva M.S., Mosena A.C.S., Budaszewski R.F., Lunge V.R., Canal C.W. Insights into the origin and diversifcation of bovine viral diarrhea virus 1 subtypes // Archives of Virology. 2021. Vol. 166. P. 607–611. DOI: 10.1007/s00705-020-04913-y.Weber M.N., Wolf J.M., da Silva M.S., Mosena A.C.S., Budaszewski R.F., Lunge V.R., Canal C.W. Insights into the origin and diversifcation of bovine viral diarrhea virus 1 subtypes. Archives of Virology, 2021, vol. 166, p. 607–611. DOI: 10.1007/s00705-020-04913-y.Spetter M.J., Louge Uriarte E.L., Verna A.E., Odeón A.C., González Altamiranda E.A. Genomic evolution of bovine viral diarrhea virus based on complete genome and individual gene analyses // Brazilian Journal of Microbiology. 2023. Vol. 54 (3). P. 2461–2469. DOI: 10.1007/s42770-023-00986-4.Spetter M.J., Louge Uriarte E.L., Verna A.E., Odeón A.C., González Altamiranda E.A. Genomic evolution of bovine viral diarrhea virus based on complete genome and individual gene analyses. Brazilian Journal of Microbiology, 2023, vol. 54 (3), pp. 2461–2469. DOI: 10.1007/s42770-023-00986-4.Luzzago C., Decaro N. Epidemiology of bovine pestiviruses circulating in Italy. Front // Veterinary Sciences. 2021. Vol. 8. P. 669942. DOI: 10.3389/fvets.2021.669942.Luzzago C., Decaro N. Epidemiology of bovine pestiviruses circulating in Italy. Front. Veterinary Sciences, 2021, vol. 8, p. 669942. DOI: 10.3389/fvets.2021.669942.Chernick A., van der Meer F. Evolution of Bovine viral diarrhea virus in Canada from 1997 to 2013 // Virology. 2017. Vol. 509. P. 232–238. DOI: 10.1016/j.virol.2017.06.024.Chernick A., van der Meer F. Evolution of Bovine viral diarrhea virus in Canada from 1997 to 2013. Virology, 2017, vol. 509, pp. 232–238. DOI: 10.1016/j.virol.2017.06.024.Kalaiyarasu S., Mishra N., Subramaniam S., Moorthy D., Sudhakar S.B., Singh V.P., Sanyal A. Whole-Genome-Sequence-Based Evolutionary Analyses of HoBi-like Pestiviruses Reveal Insights into Their Origin and Evolutionary History // Viruses. 2023. Vol. 15 (3). P. 733. DOI: 10.3390/v15030733.Kalaiyarasu S., Mishra N., Subramaniam S., Moorthy D., Sudhakar S.B., Singh V.P., Sanyal A. Whole-Genome-Sequence-Based Evolutionary Analyses of HoBi-like Pestiviruses Reveal Insights into Their Origin and Evolutionary History. Viruses, 2023, vol. 15 (3), p. 733. DOI: 10.3390/v15030733.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.