口蹄疫病毒基因组的遗传变异剖析
陈豪泰，张 杰，孙德惠，马丽娜，刘湘涛，刘永生
（中国农业科学院兰州兽医研究所/家畜疫病病原生物学国家重点实验室/农业部畜禽病毒学重点实验室/农业部草食动物疫病重点开放实验室，兰州 730046）
摘要：【目的】明确口蹄疫病毒基因组的结构特征及其变异与结构、功能的关系以及系统发生关系。【方法】利用DNAstar和Clustalx程序进行184个口蹄疫病毒基因组序列的同源性分析、多重排比。【结果】口蹄疫病毒基因组ORF大小有所差异，范围为6 963～7 120 nt，编码2 320～2 339 aa的多聚蛋白。核苷酸和氨基酸序列的同源性，7个不同血清型间＞77.6%和＞78.3%，本研究发现了可能和生物学功能相关的新的保守和变异区域。【结论】口蹄疫病毒RNA的变异类型丰富和多样性程度较高，自然界存在的毒株可能大于血清学和测序发现的FMDV的毒株数目。
关键词：口蹄疫；遗传变异
Dissection on Genetic Diversiy of Foot-and-Mouth Disease Virus Genomes
CHEN Hao-tai, ZHANG Jie, SUN De-hui, MA Li-na, LIU Xiang-tao, LIU Yong-sheng
(Key Laboratory of Animal Virology of Ministry of Agriculture/State Key Laboratory of Veterinary Etiological Biology/Lanzhou Veterinary Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Grazing Animal Diseases of Ministry of Agriculture, Lanzhou 730046)
Abstract: 【Objective】The purpose of this study is to clarify the structural features of foot-and-mouth disease virus (FMDV) genomes, relationships of the sequence variations with its structure-function, and molecular phylogeny among FMDV. 【Method】The identity analysis and multiple alignment of 184 FMDV genome sequences were undertaken, respectively, by using the DNAstar and Clustalx packages. 【Result】 FMDV genome sequences showed the entire ORFs size range from 6 963 to 7 120 nt, which could encode PrPs with 2 320 to 2 339 aa. The homology of these nucleotide and amino acid sequences were greater than or equal to 77.6% and greater than or equal to 78.3% among seven distinct serotypes, respectively. The data reveal novel highly conserved genomic regions, indicating variability as well as novel viral genomic motifs with likely biological relevance. 【Conclusion】 These results suggest that more FMDV genome diversity may exist in nature than is currently indicated by serology or sequence analysis.
Key words: FMDV; Genetic diversity
0 引言
【研究意义】口蹄疫是一种由口蹄疫病毒（foot-and-mouth disease virus，FMDV）引起的，主要危害偶蹄兽的急性、热性和高度接触性人畜共患传染病[1]，其病原属小RNA病毒科口蹄疫病毒属。交叉保护试验和血清学试验确证口蹄疫病毒有7个血清型，即O、A、C（欧洲型）和Asia1（亚洲1型）以及STA1、STA2、STA3（南非型）。【前人研究进展】FMDV基因组和其它小RNA病毒相似，包括5'非编码区（5' untranslated region，5'UTR）、开放阅读框（open reading frame，ORF）和3'非编码区（3'untranslated region，3'UTR）。5'UTR由S片段（short fragment）、poly（C）区段（90%C）和L片段（long fragment）的5'末端组成；L片段由3或4个重复的假结节（pseudoknot，PK）、顺式复制元件（cis-acting replication element，CRE）、内部核糖体位点（internal ribosome entry site，IRES）、ORF和3'UTR组成[2]，5'UTR与启动多聚蛋白的翻译和病毒的复制有重要作用[3]。3'UTR含有与负链RNA合成有关的顺式作用元件[4]。口蹄疫病毒粒子由二十面体对称的衣壳和病毒核酸组成，衣壳由60个不对称的亚单位组成，每个亚单位都含有1分子的VP1（1D）、VP2（1B）、VP3（1C）和VP4（1A）。VP1、VP2和VP3参与组成衣壳表面，而VP4则位于病毒颗粒内部。VP1、VP2和VP3包括口蹄疫主要的抗原表位，是细胞表面硫酸乙酰肝素（heparan sulfate，HS）受体[5]。非结构蛋白包括Lpro、2A、2B、2C、3A、3B、3Cpro和3Dpol[6]，Lpro、3Cpro和2A介导多聚蛋白的裂解，Lpro不仅能够进行自我切割释放自己，还可以介导细胞翻译起始因子eIF4G的裂解[7]，3Cpro是多聚蛋白成熟过程中最为重要的蛋白酶之一，除参与病毒蛋白的裂解外，还裂解宿主细胞的蛋白[8]。2A可在C末端自身裂解[9,10]。尽管FMDV 2A和2C的功能还不清楚，但其定位于内质网外膜囊泡中，该部位是病毒基因组复制的地方[11]。3A是多功能膜蛋白，其激发前体3CD的裂解[12]。3B又称VPg，FMDV 的3个VPg均由病毒3B基因编码，其与病毒RNA合成有关[13]。3D基因编码RNA依赖的RNA聚合酶，也定位于内质网膜[14,15]。【本研究切入点】尽管对小RNA病毒生物学许多方面已经研究清楚，但是关于FMDV非编码区、衣壳蛋白和非结构蛋白及其前体对毒力、宿主范围、感染方面的功能和作用还不清楚。【拟解决的关键问题】本研究通过比较184株FMDV的基因组序列，分析口蹄疫病毒各个单元的变异特征及其与系统发生的关系，以期对FMDV的基因组结构特征、结构与功能的关系以及口蹄疫在宿主间传染关系有新的认识，同时发现新的变异区和保守区及其重要的基序，为后续的口蹄疫病毒研究打好基础。
1 材料与方法
1.1 口蹄疫基因组序列
在GenBank数据库中，查获至今已注册的184个口蹄疫基因组的RNA序列。（1）A型口蹄疫病毒基因组序列有48个，其GenBank接受号分别为：AY593751-593794、AY593801-593803、AF136371和NC_011450；（2）C型口蹄疫病毒基因组序列有23个，其GenBank接受号分别为：AF274010、DQ409183-409191、NC_002554、AM409325、AY593804-593810、AJ133357-133359和AJ007572；（3）O型口蹄疫病毒基因组序列有76个，其GenBank接受号分别为：NC_004004、EF175732、DQ404158- 404180、DQ478937、DQ478936、DQ119643、DQ248888、AB079061、AJ539136-539141、AJ320488、AJ633821、AY686687、AY312589、AY312587、AY333431、AY359854、AY593811-593837、AF511039、AF506822、AF377945、AF026168、AF189157和AF308157；（4）Asia1型口蹄疫病毒基因组序列有14个，其GenBank接受号分别为：DQ533483、NC_004915、EF149010、EF149009、AY593795- AY593800、AY390432-687334和AY304994；（5）STA2型口蹄疫病毒基因组序列有6个，其GenBank接受号分别为：NC_003992、AF540910、AY593847- 593849和AJ251473；（6）STA1型口蹄疫病毒基因组序列有10个，其GenBank接受号分别为：AY593843 -593846、AY593838-593842和NC_011451；（7）STA3型口蹄疫病毒基因组序列有5个，其GenBank接受号分别为：NC_011452和AY593850-593853。其中以中国农业科学院兰州兽医研究所克隆的口蹄疫病毒基因组序列Asia1（EF149009）和YNBS/58（AY390432）为参考对照。
1.2 口蹄疫基因组序列比较
1.2.1 口蹄疫基因组的同源性分析 利用DNAsrar软件比较口蹄疫病毒基因组核苷酸和氨基酸差异性和相似性，并分段进行的保守性分析。
1.2.2 口蹄疫病毒基因组序列的多重排比和进化关系分析 利用Clustalx 程序进行口蹄疫病毒基因组序列的多重排比[16]。
1.2.3 口蹄疫病毒基因组非编码区二级结构预测 利用RNADRAW软件对S片段、PK、CRE和IRES以及3'UTR进行二级结构预测。
2 结果与分析
2.1 口蹄疫病毒基因组结构与各组分的大小
FMDV的全长为8 046～8 215个核苷酸（nt），由5'UTR（1 300 nt）、ORF（6 963～7 120 nt）、3'UTR（90 nt）和Poly（A）尾组成。ORF由L基因、P1结构蛋白基因、P2和P3非结构蛋白基因以及起始密码子和终止密码子组成，共同编码2 320～2 339个氨基酸（aa）的多聚蛋白，该多聚蛋白随后被逐级降解为病毒复制所需要的各个组分：Lab/Lb（201-219 aa）、P1[1A（85 aa）、1B（217-219 aa）、1C（219-222 aa）和1D（213-221 aa）]、P2[2A（18 aa）、2B（154-183 aa）和2C（285-318 aa）]、P3[3A（143-153 aa）、3B1（23 aa）、3B2（24 aa）、3B3（24 aa）、3C（213 aa）和3D（469 aa）]。此外，S片段和IRES分别为322～380 nt和500～557 nt （图1）。
2.2 口蹄疫病毒基因组的变异性和保守性
2.2.1 非编码区 口蹄疫病毒5'UTR和3'UTR同源性分别为68.9%～97.8%和65%～99%，而S片段和IRES的同源性高达85%以上。二级结构预测发现S片段可折叠形成长茎环结构，Poly（C）后面是长约700 nt的RNA片段，也能够形成高度保守的结构，该二级结构包括假结节、CRE和IRSE，此外，3'UTR也可以形成保守的二级结构（图2）。
2.2.2 5'UTR Poly（C）区段前12 nt和S片段末端
图1 口蹄疫病毒基因组结构
Fig. 1 Structure of FMDV genomes
A：S片段；B：假结节；C：顺式复制元件；D：核糖体进入位点；E：3'非编码区
A: S fragment; B: PK; C: CRE; D: IRES; E: 3'UTR
图2 二级结构
Fig. 2 Secondary structures
序列高度保守，分别位于S片段92和302的2个AUG也非常保守，同时发现5'末端前27 nt在所有口蹄疫病毒RNA中高度保守，其后为15 nt的高变区，高突变位点有513、558、615、684、696和1 144。SAT发生1～3个核苷酸的插入或缺失，其主要发生的区域为120～160和200～300；位点有38、39、67、95、250、350、366和375。而A、O和C型则为1～5个碱基的插入或缺失（但是毒株C Waldman strain 149、A Canefa 1/61和A25 Argentina/59缺了区域153～228的76个核苷酸），主要分布在位点86、123、124、144、145、155～157、174、181～191、197～219、240、256、277、292～294、300、306和324。毒株SAT1/7 Isrl 4/62和SAT2-3 Kenya 11/60有一个相对完整的S片段，没有SAT和A、O和C型FMDV的特异性缺失，插入或缺失只限于位点142、143、239、290、291和307，这是其它毒株所没有的。虽然各毒株S片段的突变效率低，但是STA和欧洲株S片段的核苷酸同源性只有50%，而C和A型口蹄疫病毒的S片段的同源性却高达98%。在毒株A5 Westerwald/51的poly（C）区下游28 nt处发现了18 nt残基的插入。假结节区403～600比较保守。保守区和基序定位于假结节区和IRES，包括AGAAWYGGGACGU（位于617～629）、GCRCACGWAACGCGC（632～646）和ACAAAC（668～673）。IRES的区域640～1151的同源性为70%～100%，47%的核苷酸不变；有许多保守基序，包括区域2的基序UUUC和GGUCUWGAG以及区域3的保守基序GYRA（相当于小RNA病毒的基序GNRA）和CRAAA（O1Argentina/65和OAkesu/58除外）。多数FMDV存在区域3的茎环D基序ACCC，但是茎环3C基序ACAC不保守。区域3也发现一些新的保守基序，例如基序UCGUMGCGGAGCA（位于823～835）和GRUACUGGUA或GRGACUGGUA（965～974）分别特异性地存在于STA和欧洲型毒株中，基序CUGGWGRCAGGCUAAGGAUGCCCU（位于983～1 006）形成茎环的突起。区域4非常保守，其中的2个新基序GAUCUGAG（1 039～1 046）和UUAAAAG（1 080～1 087可能形成茎环突起的二级结构。区域5的21个核苷酸的19个保守。总之，FMDV 5'UTR比较保守，特别是IRES更加保守。
2.2.3 3'UTR 3'非编码区的高变区为85～101。Poly（A）上游的20个核苷酸具有75%的同源性，变异主要位于基因组的3'端中部。
2.2.4 多聚蛋白区 所有口蹄疫病毒ORF比较发现至少为46%的核苷酸（52%的氨基酸）没有变化，同时也发现核苷酸变异程度明显大于氨基酸的变异程度，毒株间的核苷酸同源性为73%。口蹄疫病毒衣壳蛋白和结构蛋白之间的切割位点比较保守，L/1A、1A/1B、B/1C、1C/1D、1D/2A、2A/2B、2B/2C和2C/3A的酶切位点分别为K/R|G、A|D、E/Q|G、Q/E|T、Q|L/T/M、G|P、Q|L和Q|I，而3A/3B1、3B1/3B2、3B2/3B3、3B3/3C和3C/3D则都是E|G，欧洲型毒株的蛋白切割位点保守程度高于SAT型，尤其1A/1B、2A/2B、2B/2C、2C/3A、3B/3C 的切割位点非常保守。
2.2.5 结构蛋白 核苷酸和氨基酸的分段对比分析可见（表2），结构蛋白的变异顺序为VP1＞VP2＞VP3＞VP4，1A是最保守的的结构蛋白，约81%的氨基酸不变，包括N-末端十四烷基化位点和猪牛T-细胞表位20～35，与欧洲毒株相比较，Q73在所有的SAT型毒株中都比较保守。另外，I76 保守于SAT2 和SAT3中，而V80 仅存在于SAT1中。
表1 口蹄疫病毒衣壳蛋白及其基因序列同源性
Table 1 Homology of capsid protein and its gene of FMDV
同源性 Homology (%) 异源性 Heterology (%) nt aa nt aa 1A 77～99 78～99 1～23 1～22 1B 65～97 66～98 3～35 2～34 1C 61～96 60～97 4～39 3～40 1D 53～95 55～97 5～47 3～45
1B的N末端变化小，而C末端易变。T细胞表位1B48～68、1B114～132和1B179～187比较保守，欧洲型毒株的保守基序是DKKTEETTLLEDRILTT RNGHT（T/I）STTQSSVG，而SAT型毒株的保守基序为DKKTEETT（L/H）LEDRI（L/M/V）TT（S/R）H（G/N）TTTSTTQSSVG。
1C氨基酸替换集中在1C55～88、1C130～140、1C176～186和1C196～208，插入或缺失发现于前2个区域，同时还发现欧洲毒株的1B/1C的切割位点不变，而SAT则不保守。
1D的插入或缺失发生于1D140～150和1D166～170，26%的残基不变。大多数FMDV有保守RGD三肽基序，但是毒株C Waldman strain 149和C4 Tierra del Fuego/66为GGDC；Asia1/2 Isrl 3/63和 A21 Kenya/64为RGE；A25 Argentina/59和A Canefa 1/61为RDD；Asia1 Pak/1/54和O/Syria/1/87是RGN；O PAK/1/94 和O/IRQ/26/2000是KGD；其它的毒株还包括C5 Argentina/69（TGD）、Asia1/3 Kimrom（HGD）、A27 Colombia/67（PGD）、A A/IND/110/99（RSG）、O KEN/5/95（RGE）、O Akesu/58（SGD）、O3/Venezuela/51（IGD）。
其它重要的保守位点和基序包括1B的H145、P144和L83；1C的G39、F41和 A50，其包含在保守基序LDVAEACPT（45～53）之中；与1AB切割相关的位点有1D的P204，其包含在于基序RMKRAE（T/L）YCPR（195～205）；1B的V32（SAT2为I）、T33和Y36，其包含于TTSTTQSSVG（V/I）T（Y/F）GY（22～36）。1B36～47在同一血清型内比较保守，分别为YSTXEDHXXGPN（A）、YXTXEDFVXGPN（O）、YATXEDXXGPN（C）、YXVXEDAVSGPN（Asia1）、YAXXDXFLPGPN（SAT1）、YADXDSFR XGPN（SAT2）和YXSADRFLPGPN（SAT3），而基序GPNT（S/N）GLEXRVxQAER（F/Y）（F/Y）K（45～63）在所有的FMDV中都保守。1B的 H21（相当于SAT的位点19）、H145、H157和H174很保守，突变H87P和H168Y分别存在于欧洲型毒株中，另外，1C包括5个保守的H残基，分别位于86（相当于SAT的84位）、109、146、149和198（相当于SAT的196）。
2.2.6 非结构蛋白 口蹄疫病毒的非结构蛋白比较保守（表2），大多数保守区位于2B和3C的编码区，其核苷酸的保守性分别平均达到61%和59%，氨基酸的保守性为76%。相对而言，Lpro、3A和3B呈现较高的变异，重要的保守位点包括L19、L20、L22、L23、L82 、1D45、1D48、1D142、1D143、1D144、1D146、3A44、3A132、3A135、3A136、3A144，位点4和11（3B1）以及17、18和19（3B2）也比较保守。
表2 口蹄疫病毒非结构蛋白及其基因序列同源性
Table 2 Homology of nonstructural protein and its gene of FMDV
同源性 Homology (%) 异源性 Heterology (%) nt aa nt aa L 74～96 75～99 4～26 1～25 2A 90～98 94～99 2～10 1～6 2B 86～97 88～98 4～13 2～12 2C 84～97 82～97 3～16 3～18 3A 85～96 88～97 4～25 3～22 3B 84～99 85～99 1～26 1～25 3C 87～98 87～98 2～23 2～23 3D 88～99 89～99 1～12 1～11
绝大多数毒株Lpro没有出现插入或缺失，但是欧洲株的L22和L23除外。起始密码子高度保守，同时发现2个密码子间只有1个氨基酸残基C6没有变化；Lb仅44%残基未变，氨基酸替换主要集中于Lpro末端；Lpro的C52、H149、D165、E77、H110和H139保守，但是H110D（SAT）、E77Q（O6 Pirbright/65）和E77K（A Phillipines/75）除外。2A氨基酸同源性约89%，14个残基没有变化，其中包括基序DVEXNPG；2B的117个残基没有变化，变化仅局限于1～2个残基的替换，尤其跨膜区120～140更加保守；2C也比较保守，72%核苷酸没有变化，包括2C110～116、2C160～163和2C243～246，而SAT型毒株的特异性替换位点是28和92位；3A插入或缺失经常发生于3A70～110和3A130～150，氨基酸比较证实3A是FMDV易变的蛋白之一，只有37%残基没有变化；3B1、3B2、3B3都比较保守，变异主要发生于C末端。相比较而言，3B1和3B2更容易变异；3Dpol比较保守（变异率为26%），尤其基序VKGQDMLSDAALMVLH、跨膜区76～91和27～44更加保守，其它的保守位点还有D245、G295、N307 、G337、D338、D339以及保守基序KDELR、PSG、YGGD、FLKR和抗原表位1～12、64～76和143～153。
3 讨论
FMDV的全长为8 046～8 215 nt，与已报道资料的结论一致[17,18]。虽然各毒株S片段的突变效率低，导致二级结构相似，都是单个的茎环结构[19,20]，但是A22 Turkey/65、A24 Argentina 65和Asia 1 Leb 83可能不同，有待进一步研究。IRES和第一个AUG之间的22 nt易变，导致FMDV优先使用第二个起始密码子[21,22]，但其保守性可能对口蹄疫病毒的转录与翻译非常重要。
3'UTR的功能比较重要，其主要包括含有与负链RNA合成有关的顺式作用元件[4]、poly（A）缺失或替换会降低或消除FMDV的感染性[23]、3'UTR可能影响病毒基因组的环化和翻译[24,25]，本研究表明3'UTR的变异主要位于基因组的3'端中部，其可能是病毒的复制和毒力相关的重要区域。
4种结构蛋白的氨基酸同源性比较表明，在口蹄疫的7个血清型之间，甚至同一型的亚型之间的抗原也不完全相同，VP1的氨基酸序列是一个高度可变区，而VP4几乎不发生变异。因此，结构蛋白的氨基酸取代、插入或缺失，尤其是口蹄疫病毒抗原表位的氨基酸差异可能造成口蹄疫病毒的抗原变异。
Lpro编码2种蛋白，第一个AUG的翻译产物为Lab，而第二个起始密码子编码Lb，二个密码子间的间隔区可能形成稳定的发卡结构而参与IRES的活 化[22,26]。Lab和Lb的蛋白酶活性和特异性相同，Lpro是FMDV的毒力相关因子，可能参与宿主的干扰调 节[27]。口蹄疫病毒前导蛋白酶的氨基酸同源性比较表明，绝大多数毒株Lpro没有出现插入或缺失，并且起始密码子高度保守，这可能决定Lab和Lb在FMDV生物学方面有重要作用，同时发现2个密码子间只有1个氨基酸残基C6没有变化，和以前的报道[28,29]相比较，Lb仅44%残基未变，氨基酸替换主要集中于Lpro末端，可能与其二级结构的稳定性有关。除位点H110D（SAT）、E77Q（O6 Pirbright/65）和E77K（A Phillipines/75）以外，所有毒株的位点C52、E77、H149、H110、 H139和D165非常保守，其与Lpro活化[27,30,31]和eIF4G切割[32]相关。
FMDV的衣壳由1A、1B、1C和1D 4种结构蛋白组成[5]，1A是FMDV最保守的的结构蛋白，包括N-末端十四烷基化位点和猪牛T-细胞表位（位于20～35）[33]，1C包含重要的构象表位，稳定衣壳蛋白[34]。氨基酸替换集中在1C176～186和1C196～208，T细胞表位存在于该区域[35]，这些基序可能与病毒的感染和免疫有重要关系。1D与病毒进入宿主细胞、免疫保护和型特异性有关[5]。FMDV的宿主识别位点主要由保守RGD三肽基序组成[36,37]，资料表明小RNA病毒N末端的10个氨基酸残基比较保守，其与病毒进入细胞相关[38]，而FMDV 1D缺失N-末端基序，这是FMDV与其它小RNA的重要区别。小RNA病毒1AB（VP0）的切割机制还不清楚，但是这需要病毒的成熟和感 染[39,40]。在病毒进入宿主细胞过程中，1A介导病毒RNA进入细胞质[41]，与其有重要关系的位点包括1B的H145、P144和L83；1C的G39、F41和 A50，其包含在保守基序LDVAEACPT（45～53）之中[42]，这些位点可能与口蹄疫病毒的感染相关。
口蹄疫的非结构蛋白由基因组的P2和P3区编码，参与结构蛋白的折叠和装配以及RNA的复制。2A成熟可能是调节细胞翻译机制而导致2A释放[9,10]。保守基序DVEXNPG对2A活性有重要作用[43]，2A高度保守性，其意义目前还不清楚。2C110-116、2C160-163和2C243～246[44] 也比较保守，可能与ATP/GTP酶活性有关。3A中氨基酸的缺失与FMDV感染性弱化以及宿主嗜性有关，其特性与其它的小RNA病毒相似[45,46]，缺失现象出现在O Taiwan/97分离株中，导致牛源细胞上不能生长复制，但是对猪和猪源细胞有很强的毒力[47]，核苷酸比较显示3A由143～153 aa构成，其插入或缺失经常发生于3A70～110和3A130～150。氨基酸比较证实3A是FMDV易变的蛋白之一，其中突变位点Q44、Q44R与致病性相关[48]，尽管突变Q44R在许多猪适应株中存在，但是在其它猪适应株和不适应株中都发现有缺失。预测的跨膜区（60～76）的保守位点L64、L68、A70和I72[47]在本研究中发现并不保守，也发生氨基酸的替换，同时也发现T细胞表位21～35[33]依然易变，这表明3A上氨基酸的突变可能是病毒适应到新的宿主，宿主范围的选择可能由3A基因变异决定。
3B包括3B1、3B2和3B3[13,49]。氨基酸同源性比较证实3B1、3B2、3B3都比较保守，变异主要发生于C末端。保守基序GPYXGP（但是Sat 1/20 Rv 11/37是GPYXRP）中的Y和病毒基因组5'端以磷酸二酯键连接[50]。3B3的高度保守与FMDV潜在的致病性有 关[13,51]。相比较而言，3B1和3B2更容易变异，其中3B1的4和11位残基以及3B2的17～19位氨基酸是关键氨基酸，3B1和3B2 的缺失可能与口蹄疫病毒的致病性和宿主谱有关[51]，这与3A相似，3B1和3B2变异介导病毒的宿主特异性功能。同时也发现3B环中的基序RAAA在口蹄疫病毒中非常保守，这与3B功能之间的关系还不清楚，有待进一步探讨。
3Cpro催化多聚蛋白的次级裂解，还能裂解宿主的组蛋白H3和转录起始因子eIF4A与eIF4G。保守位点C163、Y136、H46、D84对3Cpro是比较重要的[52]，核苷酸比较也发现存在跨膜区76～91和27～44与基序VKGQDMLSDAALMVLH比较保守，这些位点和区域可能与3C的活性有重要作用，这需要从宿主细胞转录和翻译的关闭机制来揭示。
3Dpol是病毒的RNA聚合酶，尽管以前的资料表明3D比较保守（变异率为8.6%）[53]，但是本研究发现3D也存在较多的变异（变异率26%）。但在本研究的所有FMDV分离株中都存在保守位点D245、N307、G295、G337、D338、D339及保守基序KDELR、PSG、YGGD、FLKR和抗原表位1～12、64～76、143～153，这与相关研究报道[53~57]基本一致。
4 结论
本研究通过对184株口蹄疫病毒基因组的比较发现，可以将FMDV 7个血清型分为2群，O、A、C和Asia1型为一群，称为欧亚群，另外一群则称为南非群，其包括STA1、STA2和STA3型，2群之间的核苷酸和氨基酸同源性分别为77%～89%和79%～90%，而群内的核苷酸和氨基酸都高达98%。
本研究通过比较184株FMDV的核苷酸及其氨基酸序列表明，口蹄疫病毒基因组存在大量的突变位点和基序，它们与病毒的遗传和变异息息相关。
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2834 中 国 农 业 科 学 41卷
9期 陈豪泰等：口蹄疫病毒基因组的遗传变异剖析 2833
中国农业科学 2008,41(9):2826-2834
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2008.09.035
收稿日期：2007-06-26；接受日期：2008-04-10
基金项目：甘肃省科技重大专项计划项目（0801NKDA034）、兰州市科技计划项目（07-2-12、和2008-1-167）和甘肃省自然基金（0803RJZA050）
作者简介：陈豪泰（1977-），男，甘肃金昌人，硕士， 研究方向为兽医微生物学与免疫学。TelE-mail：haotaichen@。通讯作者刘永生（1973-），男，内蒙古兴和人，博士，研究方向为兽医微生物学与免疫学。E-mail：liuyongshengvip@