Genetic parameters controlling the inheritance of glaucousness and yield traits in bread wheat

Abstract Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of narrow-sense heritability and genetic advance were recorded by glaucousness trait followed by SL and SPP, indicating that selection in segregating generations would be more effective than other traits.

Resumo Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas/planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e DTH) tiveram um grau de dominância maior do que a unidade, indicando que os efeitos do gene de superdominância controlam tais traços e é preferível adiar a seleção para gerações posteriores. Os maiores valores de herdabilidade no sentido restrito e avanço genético foram registrados pelo traço de glaucosidade seguido por SL e SPP, indicando que a seleção em gerações segregadas seria mais eficaz do que outros caracteres.

Genetic parameters controlling the inheritance of glaucousness and yield traits in bread wheat / Parâmetros genéticos que controlam a herança de glaucosidade e características de produção em trigo mole

Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2).The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of narrow-sense heritability and genetic advance were recorded by glaucousness trait followed by SL and SPP, indicating that selection in segregating generations would be more effective than other traits.

Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas/planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e DTH) tiveram um grau de dominância maior do que a unidade, indicando que os efeitos do gene de superdominância controlam tais traços e é preferível adiar a seleção para gerações posteriores. Os maiores valores de herdabilidade no sentido restrito e avanço genético foram registrados pelo traço de glaucosidade seguido por SL e SPP, indicando que a seleção em gerações segregadas seria mais eficaz do que outros caracteres.

Genetic parameters controlling the inheritance of glaucousness and yield traits in bread wheat / Parâmetros genéticos que controlam a herança de glaucosidade e características de produção em trigo mole

Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of [...].

Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas / planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e [...].

Genetic parameters controlling the inheritance of glaucousness and yield traits in bread wheat / Parâmetros genéticos que controlam a herança de glaucosidade e características de produção em trigo mole

Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of [...].(AU)

Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas / planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e [...].(AU)

Desenvolvimento de reações de semi-nested PCR para o diagnóstico do vírus da Bronquite Infecciosa das Aves e sequenciamento de amostras brasileiras

A Bronquite Infecciosa das Aves (BIG) é uma das doenças respiratórias aviárias de maior impacto na avicultura mundial. No Brasil, as estirpes BR-I (GI-11) e Massachusetts (GI-1) são as mais prevalentes nos planteis avícolas. O presente estudo teve como objetivos desenvolver reações de semi-nested PCR para o diagnóstico das estirpes BR-I e Mass, em amostras brasileiras obtidas durante o período de 2016 e 2017. Foram desenvolvidas duas reações de semi-nested PCR tendo como alvo a subunidade 1 do gene S, específicas para as estirpes BR-I e Mass. O limiar de detecção foi de 104 cópias de DNA/µL nas duas reações (3,76fg/µL na reação exclusiva de BR-I; e 5,58fg/µL e 5,57fg/µL na reação duplex de BR-I e Mass, respectivamente). Posteriormente, foram avaliados 572 pools de órgãos procedentes das 5 regiões do Brasil. Dentre estas amostras, 62,24% foram positivas para Coronavírus, sendo o alvo desta reação a região 3UTR. A reação de semi-nested PCR específica detectou a estirpe BR-I em 84,83% das amostras positivas para Coronavírus. A reação de semi-nested PCR duplex detectou 65,44% das amostras positivas para a estirpe BR-I; 7,35% positivas para a estirpe Mass e co-infecção da estirpe BR-I com Mass em 17,65% das amostras. Após a análise dos controles positivos (vacinas Mass e BR-I) no BLASTn, do resultado do sequenciamento dos produtos de PCR, da análise filogenética, da similaridade de nucleotídeos e a dedução em aminoácidos, foi confirmado o agrupamento esperado das sequências detectadas pelas reações PCR dirigidas para a estirpe BR-I ou Mass. Estes resultados confirmaram a presença predominante da estirpe BR-I, e em menor número, da estirpe Mass nos planteis avícolas do Brasil. As reações desenvolvidas no presente estudo serão valiosas no diagnóstico e na monitoria da doença.

Avian Infectious Bronchitis (IB) is one of the avian respiratory diseases with the greatest impact on poultry farming worldwide. In Brazil, strains BR-I (GI-11) and Massachusetts (GI-1) are the most prevalent in poultry flocks. The present study aimed to develop semi-nested PCR reactions for the diagnosis of IBV BR-I and Mass strains, in Brazilian samples obtained during the period of 2016 and 2017. Two semi-nested PCR reactions targeting the 1 subunit of the S gene were developed, specific for BR-I and Mass strains. The detection threshold was 104 copies of DNA/µL in both reactions (3,76fg/µL in the exclusive BR-I reaction; and 5,58fg/µL and 5,57fg/µL in the duplex reaction of BR-I and Mass, respectively). Subsequently, 572 organ pools from the 5 regions of Brazil were evaluated. Among these samples, 62,24% were positive for Coronavirus, being the target of this reaction the 3UTR region. The specific semi-nested PCR reaction detected the BR-I strain in 84,83% of the Coronavirus positive samples. The duplex semi-nested PCR reaction detected 65,44% of the samples positive for the BR-I strain, 7,35% positive for Mass strain, and co-infection of the BR-I and Mass strain in 17,65% of the samples. After the analysis of the positive controls (Mass and BR-I vaccines) in BLASTn, the result of the sequencing of the PCR products, phylogenetic analysis, nucleotide similarity and amino acid deduction, was confirmed the expected clustering of the sequences detected by the PCR reactions directed to BR-I and Mass strains. These results confirm the predominant presence of the BR-I strain, and to a lesser extent, the Mass strain in Brazilian poultry flocks. The reactions developed in the present study will be valuabe in the diagnosis and monitoring of the disease.

ANÁLISE DA EVOLUÇÃO DE UMA VARIANTE DO CORONAVÍRUS AVIÁRIO APÓS INFECÇÃO E PERSISTÊNCIA EM MATRIZES DE PRODUÇÃO

A bronquite infecciosa (BI) é uma doença altamente contagiosa que acomete o trato respiratório e urogenital de aves comerciais e que é causada pelo vírus da bronquite infecciosa (VBI) resultando em grandes perdas econômicas para a indústria avícola em todo o mundo. No presente estudo, foram obtidos três isolados de VBI de um lote matrizes de produção rotineiramente vacinado contra BI, em três diferentes idades, sendo que essas aves revelaram-se persistentemente infectadas com o VBI pelo período de 65 semanas em que foram avaliadas. Para tanto, foi realizada para esses três isolados do VBI uma análise molecular e filogenética da região S1 do gene que codifica a glicoproteína da espícula (S) e também foram caracterizadas a antigenicidade, a virulência e o tropismo tecidual através da infecção experimental em pintos livres de patógenos específicos (SPF) e de aves sentinelas, que foram colocadas em contato com as aves experimentalmente infectadas para avaliar o potencial de disseminação destes isolados de VBI. Os resultados revelaram que os três isolados do VBI são geneticamente próximos e sorologicamente relacionados, sendo classificados após a análise filogenética na linhagem 11 do genótipo I (GI-11), anteriormente denominada de genótipo BR-I, além de que esses vírus demonstraram maior tropismo e lesões renais. Foram observadas poucas diferenças em relação à patogenicidade para a traquéia e rins, que podem estar associadas a mutações que ocorreram no gene S1 destes isolados durante o período da infecção persistente. Os três isolados do VBI de aves pertencentes a um lote persistentemente infectado de matrizes de frangos de corte conservaram sua capacidade de infectar aves sentinelas por contato e causaram nessas aves alterações clínicas e patológicas semelhantes. Em conclusão, os isolados de IBV do genótipo I do BR estão evoluindo continuamente durante o ciclo produtivo de matrizes frangos de corte persistentemente infectadas, causando surtos episódicos da infecção que não são impedidos pelo atual programa de vacinação com as estirpes vacinais do genótipo / sorotipo Massachusetts. Além disso, as alterações genéticas no gene S1 destes isolados não foram capazes de alterar o seu tropismo e patogenicidade tecidual, mas parecem influenciar negativamente a eficácia das respostas imunes do hospedeiro contra estes vírus e favorecer a persistência viral.

Infectious bronchitis (IB) is a highly contagious disease that affects the respiratory and urogenital tract of commercial birds and is caused by infectious bronchitis virus (IBV), resulting in major economic losses to the poultry industry worldwide. In the present study, three isolates of VBI were obtained at three different ages from one set of broiler breeders that were vaccinated against IBV according to a routine protocol, and was persistently infected with IBV for the 65 weeks. A molecular and phylogenetic analysis of the S1 region of the gene coding for the spike glycoprotein (S) was performed for these three isolates. In addition, antigenicity, virulence and tissue tropism were also characterized by experimental infection of specific pathogen free chicks (SPF) and sentinel birds, which were used to assess the potential for dissemination of these IBV isolates. The results showed that the three IBV isolates are genetically and serologically close related, and after phylogenetic analysis they were classified in the BR-I genotype. In addition, these viruses demonstrated greater tropism and lesions for kidneys. There were few differences in pathogenicity for tracheal and renal tissues of experimental infected birds, and these differences may be associated with mutations that occurred in the S1 gene of these isolates during persistent infection. The three IBV isolates from persistently infected broiler breeders retained their ability to infect sentinel birds by contact and caused similar clinical and pathological changes in these birds. In conclusion, IBV isolates of BR genotype I are continuously evolving during the productive cycle of persistent infected broiler breeders, causing outbreaks that are not impeded by the current vaccination program with Massachusetts vaccine strains. In addition, the genetic alterations in the S1 gene of these isolates were not able to alter their tropism and tissue pathogenicity, but appeared to negatively influence the efficacy of host immune responses against these viruses and favor viral persistence.

On the evolution of Avian infectious bronchitis virus in Vero cells / Sobre a evolução do vírus da bronquite infecciosa das galinhas em células Vero

Avian infectious bronchitis virus (IBV) (Nidovirales: Coronaviridae) is a chicken Gammacoronavirus with the highest evolution rate in the genus and, despite the recently reported proofreading activity of its polymerase, intra and interhost diversity is a well documented phenomenon. This study aimed to assess the genetic variation of serial passages of a variant genotype IBV strain in vitro. Strain CRG-BETA, propagated in chicken embryos, was inoculated in VERO cells monolayers up to the 4th passage and each passage was monitored with an RT-PCR targeted to the S1 gene (nt 705 to 1094) and an RT-PCR to the protein 5a mRNA. All passages were positive to RT-PCRs to S1 and passages 1 to 3 to 5a mRNA; S1 sequences showed no polymorphism. The finding of IBV mRNA in the cell cultures demonstrates that the CRG-BETA IBV strain is replicating in the VERO cells and regarding S1 sequence analysis, the lack of nucleotide mutations shows that CRG-BETA might have reached a fixed status. As a conclusion, different genotypes of IBV present different evolutionary patterns not only in vivo as previously known, but also in vitro, as described herein.(AU)

O virus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) (Nidovirales: Coronaviridae) é um Gammacoronavirus com a maior taxa evolutiva no gênero e, apesar de uma recentemente relatada atividade corretiva de sua polimerase, a diversidade intra e inter-hospedeiros é um fenômeno bem documentado. Este estudo objetivou avaliar a variação genética após passagens seriais de uma amostra de IBV variante. A amostra CRG-BETA, propagada em embriões de galinhas, foi inoculada em monocamadas de células VERO até a quarta passagem e cada passagem foi monitorada com uma RTPCR para a região S1 do gene S (nt 705 a 1094) e uma RT-PCR para o mRNA da proteína 5a do vírus. Todas as passagens foram positivas para S1 e as passagens 1 a 3 para mRNA 5a; sequências de S1 não apresentaram polimorfismos. O encontro de mRNA de IBV nos cultivos celulares demonstra que a amostra CRG-BETA está replicando nas células VERO e, em relação à análise de S1, a ausência de mutações de nucleotídeos demonstra que a amostra CRG-BETA pode ter atingido um estado fixo. Como conclusão, diferentes genótipos de IBV apresentam diferentes padrões evolutivos não apenas in vivo, como previamente conhecido, mas também in vitro, como aqui relatado.(AU)

Pathological and Molecular Analysis of Turkey Coronavirus Replication in Captive Wild Turkey Embryos (Broad-Breasted Bronze Breeder)

The degree of genetic and pathologic variation exhibited by a turkey Coronavirus (TCoV) strain was investigated after nine serial passages in 25-day-old turkey embryos obtained from wild broad-breasted bronze breeders. In spite of spleen, liver, kidneys, cloacal bursa and thymus have been collected and analysed, the main histopathological changes were only documented in the intestine sections. Microscopic lesions were characterized as mild enteritis, low degree of enterocyte vacuolization and detachment of the intestinal villous after five consecutive passages and were considered absent in the last passages. Genealogic analysis based on S1 and S2 DNA sequences suggested that Brazilian isolate might be considered as originated from TCoV strains circulating in the United States, as 100% identity with TCoV-Gl strain. Although S1 S2 sequences from each passage revealed no significant point mutations, and no correlation could be speculate between S2 nucleotide changes and pathologic features in infected embryos. This is the first demonstration of wild turkey embryos as a model for TCoV isolation and propagation.(AU)

Molecular studies of the Brazilian infectious bronchitis virus isolates

Avian infectious bronchitis virus (IBV) isolates have been widely characterized by reverse transcription followed by polymerase chain reaction and DNA sequencing. In present study, these techniques were applied to three viral genomic regions comprising the complete and/or a partial S1 segment, S2 and nucleocapsid genes. DNA sequences from viral isolates obtained from 1972 to 1989 and from 2006 to 2008 were compared. High similarity (>90%) was observed among some of the genomic segments, including S1 hypervariable region, which could suggest a common origin or ancestry. DNA sequences from S2 and N protein genes obtained from different infected tissues of the same flock were analyzed, and a clear segregation between respiratory and intestinal tract was observed. Therefore, these data suggest co-circulation of more than one viral strain in the same flock. 57.1% of DNA sequences from the S1 complete segment samples, 53.3% from the S2 fragment and 62.5% from the partial N gene were found to be different from analyzed sequences from reference strains leading to the conclusion that parte of viral isolates included in this study may be considered region specific. Considering the simultaneous analysis of the three genes, a large IBV genetic profile was observed in both old and recent isolates groups. However, most prominent diversity between viral isolates was obtained in the period from 1972 and 1989, showing the presence of a large number of variants in the state of Minas Gerais before the official approval of vaccination (1980).

Molecular studies of the Brazilian infectious bronchitis virus isolates

Avian infectious bronchitis virus (IBV) isolates have been widely characterized by reverse transcription followed by polymerase chain reaction and DNA sequencing. In present study, these techniques were applied to three viral genomic regions comprising the complete and/or a partial S1 segment, S2 and nucleocapsid genes. DNA sequences from viral isolates obtained from 1972 to 1989 and from 2006 to 2008 were compared. High similarity (>90%) was observed among some of the genomic segments, including S1 hypervariable region, which could suggest a common origin or ancestry. DNA sequences from S2 and N protein genes obtained from different infected tissues of the same flock were analyzed, and a clear segregation between respiratory and intestinal tract was observed. Therefore, these data suggest co-circulation of more than one viral strain in the same flock. 57.1% of DNA sequences from the S1 complete segment samples, 53.3% from the S2 fragment and 62.5% from the partial N gene were found to be different from analyzed sequences from reference strains leading to the conclusion that parte of viral isolates included in this study may be considered region specific. Considering the simultaneous analysis of the three genes, a large IBV genetic profile was observed in both old and recent isolates groups. However, most prominent diversity between viral isolates was obtained in the period from 1972 and 1989, showing the presence of a large number of variants in the state of Minas Gerais before the official approval of vaccination (1980).

CLONAGEM E EXPRESSÃO DO GENE DA GLICOPROTEÍNA S1 DO VÍRUS DA BRONQUITE INFECCIOSA DAS GALINHAS EM PICHIA PASTORIS

ABSTRACT Genetic and antigenic variation are very frequently observed among IBV strains and affect mainly the S1 glycoprotein. In order to contribute to the availability of tools for immunodiagnosis and immunoprophylaxis of chicken infectious bronchitis we developed an expression system for production of recombinant S1 glycoprotein in Pichia pastoris. We obtained the cDNA from viral RNA on embryonated eggs infected with the M41 strain of IBV, by reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR), amplifying the S1 coding sequence with extremities compatible with the vector used to transform yeast. Induction with methanol led to the production of a protein with the predicted molecular weight that was detected by Western blot in the cell lysate of transformed yeast. Expression in P. pastoris proved to be an effective method for recombinant production of S1 protein from IBV, with potential for use in immuno-diagnosis of chicken infectious bronchitis virus.

RESUMO Variações genética e antigênica são observadas com frequência elevada entre estirpes do VBIG e envolvem principalmente a glicoproteína S1. Com o objetivo de contribuir com a disponibilidade de ferramentas para o imunodiagnóstico e a imunoprofilaxia da bronquite infecciosa das galinhas foi desenvolvida uma metodologia para expressão recombinante da glicoproteína S1 na levedura Picchia pastoris. O cDNA do gene codificador dessa proteína foi obtido a partir de RNA viral de ovos embrionados infectados com a estirpe M41 do VBIG submetido à transcrição reversa (RT) e reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificando-se a sequência codificadora de S1 acrescida de extremidades compatíveis com a clonagem no vetor usado na transformação de leveduras. A indução com metanol resultou na produção de uma proteína detectada como banda única do tamanho previsto, em western-blot, no lisado celular das leveduras transformadas. A expressão em P. pastoris mostrou ser um método eficaz para a produção recombinante da proteína S1 do VBIG, com potencial para utilização em técnicas de imunodiagnóstico da bronquite infecciosa das galinhas.

Study of the role of quail as reservoirs for avian infectious bronchitis virus

Este estudo teve como objetivo pesquisar a ocorrência e diversidade molecular de coronavírus em codornas e galinhas criadas nas mesmas propriedades e em codornas criadas em propriedades isoladas, para determinar o papel das codornas como reservatório para o vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV). Para isso, duas pesquisas foram realizadas, uma em 2013, no estado de São Paulo, Sudeste do Brasil, onde algumas granjas iniciaram a vacinação em codornas contra o IBV com o sorotipo Massachusetts, após um estudo realizado em 2009-2010; e a outra, em 2015, em duas regiões do Norte da Itália. No estudo brasileiro, foram coletados pools de aparelho reprodutor, pulmões, rins, traqueia e conteúdo entérico de codornas (Coturnix coturnix japonica) e galinhas com histórico de manifestações clínicas compatíveis com a Bronquite Infecciosa das galinhas (BIG). Por outro lado, no estudo italiano, as amostras foram coletadas em forma de pools de swabs traqueais e cloacais e intestino/conteúdo entérico de codornas (Coturnix coturnix) com sinais entéricos. Estas amostras foram testadas para os coronavírus aviário (Gammacoronavirus) mediante uma semi-nested RT-PCR dirigida a região não-traduzida 3 (3´UTR). As amostras positivas foram submetidas a RT-PCR do gene codificador da proteína RNA-polimerase RNAdependente (RdRp) e duas RT-PCRs, incluindo uma multiplex dirigidas a proteína de espícula (S) do vírus da BIG, para genotipagem. Além disso, a detecção de metapneumovírus aviário (aMPV) e o vírus da doença de Newcastle (NDV) também foi realizada por meio de RT-PCRs. Coronavírus aviários foram encontrados em todos os tipos de amostras estudadas em codornas e galinhas de todos os tipos de criações, aMPV subtipo B foi encontrado em galinhas (Brasil) e o NDV não foi encontrado em nenhuma amostras. Com base nas sequências de DNA para o gene codificador da proteína RdRp, as amostras brasileiras e italianas foram agrupadas no gênero Gammaou Deltacoronavirus, enquanto que, em uma amostra brasileira, foi detectada coinfecção pelos dois gêneros. A filogenia com base nas sequências parciais da subunidade S1da proteína de espícula, evidenciou que os Gammacoronavirus detectados nas codornas brasileiras e italianas pertencem ao genótipo Brasil e 793/B, respectivamente. Estes resultados sugerem que as codornas são suscetíveis aos coronavírus do gênero Gamma e Delta e os coronavírus aviários das codornas compartilham genes de espícula idênticos aos do IBV. Desta forma, sugere-se que as codornas podem servir como reservatórios para coronavírus aviários e que a vacinação com o sorotipo Massachusetts não foi eficiente no controle de IBV nas codornas brasileiras.

This study aimed to investigate the occurrence and molecular diversity of coronavirus in quail and laying hens raised on the same farms and quail only farms, to determine the role of quail as reservoir for avian infectious bronchitis virus (IBV). To this end, two investigations were carried out, one in the São Paulo state, Southeastern Brazil, in 2013, when some farmers started quail vaccination with Massachusetts IBV serotype after surveillance carried out in 2009-2010 and the other in two regions of Northern Italy, in 2015. In the Brazilian study, samples were collected as pools of tracheas, lungs, reproductive tract, kidneys and enteric contents from quail (Coturnix coturnix Japonica) and laying hens showing IB-like symptoms, while, in the Italian study, samples were collected as pools of tracheal and cloacal swabs and intestine/enteric content from European quail (Coturnix coturnix), showing enteric disorders. All samples were tested by a nested RT-PCR targeted to the 3'UTR of the Gammacoronavirus genus. Positive samples were submitted to RT-PCR to the RNA-dependent RNA-polymerase gene (RdRp) and two different RT-PCRs to the spike gene, including a typing-multiplex one. Two other RT-PCRs were used to detect the avian metapneumovirus (aMPV) and Newcastle disease virus (NDV). Avian coronavirus was found in all types of samples analyzed in quail and chickens from both type of creations, aMPV subtype B was found in chickens (Brasil) and the NDV was not observed in any samples. Based on the DNA sequences for the RdRp gene, Brazilian and Italian quail strains clustered within either Gammacoronavirus or Deltacoronavirus genus, while, for one Brazilian sample, it was detected co-infection with the two genuses. Phylogeny based on partial S1 subunit sequences showed that the gammacoronaviruses detected in the Brazilian and Italian quail belong to the Brazil type and 793/B, respectively. These results suggest that quail are susceptible to Gamma and Deltacoronavirus and that quail avian coronavirus share spike genes identical to chicken infectious bronchitis virus (IBV); thus, quail might act as reservoirs for avian coronaviruses. Also, Massachusetts vaccination was not efficient to control IBV in Brazilian quail.

Genetic diversity of avian coronavirus infectious bronchitis detected from commercial poultry in Brazil

O vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) é o agente causador de uma doença aviária economicamente importante. No Brasil, esta doença ocasiona problemas respiratórios, renais e reprodutivos em aves de todas as idades, apesar da vacinação constante com a cepa Massachusetts H120. Esta falha na proteção conferida pela vacina é ocasionada por mutações nos nucleotídeos do gene da glicoproteína da espícula, a qual está envolvida no processo de interação comas células do hospedeiro, a neutralização e a indução de imunidade protetora. As variantes brasileiras resultantes dessa mutação genética estão presentes desde os anos 80 e este estudo teve como objetivo analisar epidemiologicamente e caracterizar molecularmente os vírus variantes existentes durante 2010-2015 e realizar uma análise bioinformática das sequências disponíveis no GenBank em um período de 40 anos. Das 453 amostras analisadas, 61,4% foram positivas para IBV e 75,9% delas foram consideradas variantes e foram detectados em aves de todas as idades, distribuídos em todas as 5 regiões do Brasil. Um fragmento de 559-566 pb foi obtido a partir de 12 isolados, onde BR-I foi a variante predominante ao contrario que apenas um isolado pertencia ao genótipo BR-II. Análise bioinformática de 40 anos de variantes do IBV brasileiros revelou uma predominância de codões com as substituições não sinónimos no primeiro terço do gene S1 e uma relação dN / dS de 0,6757, indicando que esta porção do gene estava sob selecção negativa. Além disso a previsão de pontos de de N-glicosilação mostrou que a maioria das amostras variantes BR-I (entre o 2003 e início de 2014) apresentam um ponto adicional na posição 20, enquanto as variantes mais novas não apresentam esse ponto de nglicosilação. Estes resultados sugerem que as variantes brasileiras teriam sofrido mutações provavelmente drásticas em alguns pontos do genoma, entre os anos de 1983 a 2003 e depois de atingir uma estrutura antigênica eficaz o suficiente para a invasão e replicação em seus hospedeiros, o processo de seleção mudou para seleção negativa.

Infectious bronchitis virus (IBV) is the causative agent of an economically important disease of poultry. In Brazil this disease causes respiratory, renal and reproductive problems in birds of all ages, despite constant vaccination with the Massachusetts strain H120. This lack of immunological protection is known to be due the genetic variation in the spike glycoprotein of IBV, which is involved in host cell attachment, neutralization and the induction of protective immunity. Brazilian IBV variants resulting of this genetic variation are present since the 80s and this study aimed to epidemiologicaly analyze and molecularly characterize the existing variants during 2010-2015 and perform a bioinformatics analysis of the available sequences of IBV variants in a 40 year period. Of the 453 samples tested, 61.4% were positive for IBV and 75.9% of them were considered variants and were detected in birds of all ages, distributed in all five Brazilian regions. A fragment of 559-566 bp was obtained from 12 isolates, where BR-I was the predominant variant while only one isolate belonged to the BR-II genotype. Bioinformatics analysis of the sequences of 40 years of Brazilian IBV variants was performed and the ratio of non-synonymous substitutions per non-synonymous site (dn) to synonymous substitutions per synonymous site (ds) dN/dS was calculated. It revealed a predominance of codons with non-synonymous substitutions in the first third of the S1 gene and a dN/dS ratio of 0.6757, indicating that this portion of the gene was under negative selection. Additionally prediction of N-glycosilation sites showed that most of the BR-I variants (from 2003 to early 2014) present an extra site at animoacid position 20, while the newest ones lack this feature.Together these results suggest that IBV Brazilian variants had probably suffered drastic mutations in some points between the years 1983 to 2003 and after achieving an antigenic structure effective enough for invasion and replication in their hosts, the selection processes became silent.

Diversidade molecular e evolução in vitro de coronavírus canino (CCoV)

O coronavírus canino (CCoV) causa gastroenterite em cães jovens, podendo ser letal, sobretudo quando há coinfecção com parvovírus canino (CPV). Os objetivos do presente projeto foram investigar a presença de CCoV e CPV em amostras fecais de cães jovens; estudar a diversidade molecular das amostras de CCoV com base em sequenciamento parcial dos genes M, S, 3b e N, incluindo amostras vacinais, e estudar a evolução in vitro de CCoV em células A72 de fibroma canino. Foram detectados 40,17% (47/117) animais positivos para CCoV e 13,68% (16/117) para CPV. Estudos filogenéticos demonstraram que oito amostras foram classificadas como CCoV-II, vinte e cinco como CCoV-I. Análises para o gene M destacaram alta identidade de CCoV-I com amostras de coronavírus da peritonite infecciosa felina (PIF) e uma possível amostra pantrópica foi demonstrada pela análise do gene S. O gene do nucleocapsídeo de CCoV é altamente conservado entre os tipos I e tipo II, com uma resolução mais baixa em relação a árvores para os genes M e S. Amostras dos tipos I e II apresentam um polimorfismo baixo para o gene 3b, sem marcadores estáveis para diferenciação dos tipos de CCoV. Uma amostra de CCoV-II putativamente pantrópica foi isolada em células A72, resultando em efeito citopático no 5º dia da 5a passagem. No estudo evolutivo, a amostra vacinal CCV 1-71 e nove passagens desta em células A72 foram submetidas a amplificação parcial e clonagem molecular do gene S seguida de sequenciamento de DNA. Os resultados mostraram mutações não silenciosas, silenciosas e três deleções de aminoácidos, mas nenhuma mutação compartilhada entre as diversas passagens. Amostras vacinais de CCoV-II adaptadas em células podem ser altamente geneticamente estáveis após passagens em série em uma mesma linhagem celular, acumulando substituições de nucleotídeos principalmente sinônimas no gene S devido a relação célula - hospedeiro estável. Estes resultados de epidemiologia molecular e processos evolutivos de CCoV podem servir para uma melhor compreensão da virologia básica e ser base de dados para estudos em outros coronavírus.

Canine coronavirus (CCoV) causes gastroenteritis in young dogs and can be lethal, especially when there is co-infection with canine parvovirus (CPV). The objectives of this project were to investigate the presence of CCoV and CPV in stool samples from young dogs, the molecular diversity of CCoV strains based on partial sequencing of genes M, S, N and 3b, and the in vitro evolution of CCoV in A72 canine fibroma. Of the fecal samples studied, 40.17% animals (47/117) were positive for CCoV and 13.68% (16/117) for CPV. Phylogenetic studies have shown that eight strains were CCoV-II and twenty five CCoV-I. Phylogenetic analysis for the M gene highlighted the high identity of CCoV-I strains with a feline coronavirus strain (FCoV) that causes feline infectious peritonitis (FIP). Further analysis based on the spike gene showed a putative pantropic CCoV strain (CCoV-II/dog50). CCoV nucleocapsid gene is highly conserved among type I and type II, with a lower resolution relative to trees based on M and S genes. CCoV Types I and II had a low polymorphism for 3b gene, without any stable markers to differentiate thee types. Regarding the virus isolation trial, a putative pantropic CCoV-II strain was successfully isolated in A72 cells from, resulting in cytopathic effect on the 5th day of the 5th passage. In the evolutionary study, the vaccine strain CCV 1-71 and nine passages of this strain in A72 were submitted to partial S gene amplification and molecular cloning followed by DNA sequencing. Missense, silent, and three amino acids deletions were found amongst diverse clones of each passage, but no mutation was repeatedly found among passages. Cell culture-adapted CCoV-II vaccine strains can be highly genetically stable upon serial passage in a same cell line, accumulating primarily synonymous nucleotide substitutions in the S gene due to a stable cell-host relationship. In short, all data gathering herein on molecular epidemiology and evolutionary processes of CCoV can serve for a better understanding of basic virology and as a basis for studies on other coronaviruses.

Clonagem e expressão do gene da glicoproteína S1 do vírus da bronquite infecciosa das galinhas em Pichia pastoris / Cloning and expression in Pichia pastoris of the S1 glycoprotein gene of the chicken infectious bronchitis virus

Variações genética e antigênica são observadas com frequência elevada entre estirpes do VBIG e envolvem principalmente a glicoproteína S1. Com o objetivo de contribuir com a disponibilidade de ferramentas para o imunodiagnóstico e a imunoprofilaxia da bronquite infecciosa das galinhas foi desenvolvida uma metodologia para expressão recombinante da glicoproteína S1 na levedura Picchia pastoris. O cDNA do gene codificador dessa proteína foi obtido a partir de RNA viral de ovos embrionados infectados com a estirpe M41 do VBIG submetido à transcrição reversa (RT) e reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificando-se a sequência codificadora de S1 acrescida de extremidades compatíveis com a clonagem no vetor usado na transformação de leveduras. A indução com metanol resultou na produção de uma proteína detectada como banda única do tamanho previsto, em western-blot, no lisado celular das leveduras transformadas. A expressão em P. pastoris mostrou ser um método eficaz para a produção recombinante da proteína S1 do VBIG, com potencial para utilização em técnicas de imunodiagnóstico da bronquite infecciosa das galinhas.

Genetic and antigenic variation are very frequently observed among IBV strains and affect mainly the S1 glycoprotein. In order to contribute to the availability of tools for immunodiagnosis and immunoprophylaxis of chicken infectious bronchitis we developed an expression system for production of recombinant S1 glycoprotein in Pichia pastoris. We obtained the cDNA from viral RNA on embryonated eggs infected with the M41 strain of IBV, by reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR), amplifying the S1 coding sequence with extremities compatible with the vector used to transform yeast. Induction with methanol led to the production of a protein with the predicted molecular weight that was detected by Western blot in the cell lysate of transformed yeast. Expression in P. pastoris proved to be an effective method for recombinant production of S1 protein from IBV, with potential for use in immuno-diagnosis of chicken infectious bronchitis virus.

Um estudo sobre a diversidade molecular dos genes S e HE de Coronavírus bovino (BCoV) / A study on the molecular diversity of S and HE genes of Bovine coronavirus (BCoV)

Coronavírus bovino (BCoV) é o agente causador de doença, tanto entérica como respiratória em bovinos, mas até agora existem controvérsias sobre a relação genealógica entre as amostras de BCoV em diferentes tecidos. Neste estudo, amostras de fezes e secreções nasais de 14 vacas de um mesmo rebanho apresentando simultaneamente disenteria epizoótica e doença respiratória foram estudados quanto a presença de BCoV. As amostras virais detectadas tiveram tanto o gene de espícula (S) como o gene hemaglutinina-esterase (HE) parcialmente sequenciados. Para o gene HE, foram obtidas 12 sequências de secreções nasais e 12 de amostras de fezes e para o gene S, foram obtidas 14 sequências de secreções nasais e 12 de amostras de fezes, com 100% de identidade nucleotídica para cada gene para as amostras deste estudo. Estes resultados apresentam algumas divergências com estudos anteriores os quais relatam que linhagens diferentes de BCoV podem ser esperados em casos de disenteria e doença respiratória em vacas, pois linhagens com sequências idênticas dos genes S e HE podem não mostrar diferenças em relação tropismo pelos diferentes tecidos. Sequências completas de duas amostras brasileiras de BCoV mostram que o já descrito padrão filogeográfico baseado no sequenciamento do gene S parcial foi mantido, foram encontradas substituições de aminoácidos específicos.

Bovine coronavirus (BCoV) is the causative agent of both enteric and respiratory disease in cattle, but hitherto there were some controversy on the genealogic relationship amongst strains from these different tissues. In this study, samples of feces and nasal secretions of 14 cows from a same herd simultaneously presenting epizootic dysentery and respiratory disease were screened for BCoV and the strains detected had both the spike (S) and hemagglutinin-esterase (HE) genes partially sequenced. For HE gene, 12 sequences from nasal secretions and 12 from fecal samples were obtained and for S gene, 14 sequences from nasal secretions and 12 from fecal samples were obtained, with 100% nucleotide identities for each gene for the strains of this study. These results have some disagreements with previous reports which try to put forward that divergent BCoV strain should be expected in cases of dysentery and respiratory disease in cows, showing that strain with identical S and HE sequences might show no differences in tropisms. Complete S gene sequences of two Brazilian BCoV strains show that the already described phylogeographic pattern based on partial S gene is sustained, though specific amino acids subtitutions are found.

Um estudo sobre a diversidade molecular dos genes S e HE de Coronavírus bovino (BCoV) / A study on the molecular diversity of S and HE genes of Bovine coronavirus (BCoV)

Coronavírus bovino (BCoV) é o agente causador de doença, tanto entérica como respiratória em bovinos, mas até agora existem controvérsias sobre a relação genealógica entre as amostras de BCoV em diferentes tecidos. Neste estudo, amostras de fezes e secreções nasais de 14 vacas de um mesmo rebanho apresentando simultaneamente disenteria epizoótica e doença respiratória foram estudados quanto a presença de BCoV. As amostras virais detectadas tiveram tanto o gene de espícula (S) como o gene hemaglutinina-esterase (HE) parcialmente sequenciados. Para o gene HE, foram obtidas 12 sequências de secreções nasais e 12 de amostras de fezes e para o gene S, foram obtidas 14 sequências de secreções nasais e 12 de amostras de fezes, com 100% de identidade nucleotídica para cada gene para as amostras deste estudo. Estes resultados apresentam algumas divergências com estudos anteriores os quais relatam que linhagens diferentes de BCoV podem ser esperados em casos de disenteria e doença respiratória em vacas, pois linhagens com sequências idênticas dos genes S e HE podem não mostrar diferenças em relação tropismo pelos diferentes tecidos. Sequências completas de duas amostras brasileiras de BCoV mostram que o já descrito padrão filogeográfico baseado no sequenciamento do gene S parcial foi mantido, foram encontradas substituições de aminoácidos específicos. (AU)

Bovine coronavirus (BCoV) is the causative agent of both enteric and respiratory disease in cattle, but hitherto there were some controversy on the genealogic relationship amongst strains from these different tissues. In this study, samples of feces and nasal secretions of 14 cows from a same herd simultaneously presenting epizootic dysentery and respiratory disease were screened for BCoV and the strains detected had both the spike (S) and hemagglutinin-esterase (HE) genes partially sequenced. For HE gene, 12 sequences from nasal secretions and 12 from fecal samples were obtained and for S gene, 14 sequences from nasal secretions and 12 from fecal samples were obtained, with 100% nucleotide identities for each gene for the strains of this study. These results have some disagreements with previous reports which try to put forward that divergent BCoV strain should be expected in cases of dysentery and respiratory disease in cows, showing that strain with identical S and HE sequences might show no differences in tropisms. Complete S gene sequences of two Brazilian BCoV strains show that the already described phylogeographic pattern based on partial S gene is sustained, though specific amino acids subtitutions are found. (AU)

Coronavírus em codornas: ocorrência, diversidade molecular e estudo do papel epidemiológico das codornas como reservatório para a bronquite infecciosa das galinhas / Coronavirus in quails: occurrence, molecular diversity and the role of quails as reservoir for avian infectious bronchitis virus

Este estudo teve como objetivo pesquisar a ocorrência e diversidade molecular de coronavírus aviários em codornas e galinhas criadas nas mesmas propriedades e determinar o papel epidemiológico das codornas na bronquite infecciosa das galinhas (BIG). Para isso, foram coletados em granjas localizadas no estado de São Paulo e Espírito Santo pools de aparelho reprodutivo, pulmões, rins, traquéia e conteúdo entérico de codornas e galinhas com histórico de manifestações clínicas compatíveis com BIG. Estas amostras foram testadas para coronavírus aviário mediante uma semi-nested RT-PCR dirigida a região não-traduzida 3 (3´UTR) e as amostras positivas foram submetidas a RT-PCR do gene codificador da proteína RNA-polimerase RNA-dependente (RdRp) e duas RT-PCR, incluindo uma tipo multiplex dirigidas a proteína de espícula S do vírus da BIG, para genotipagem. Amplicons ou fragmentos amplificados da 3\'UTR (a partir de amostras de codorna) foram clonados e sequenciados. Outras duas RT-PCR foram utilizadas para detecção de metapneumovírus aviário (aMPV) e o vírus da doença de Newcastle (NDV). Coronavírus aviários foram encontrados em todos os tipos de amostras estudadas em galinhas e codornas criadas nas mesmas propriedades, sendo que aMPV subtipo B foi encontrado em galinhas e o NDV não foi encontrado em nenhuma amostras. Todos os coronavírus aviários encontrados, foram classificados como variantes pela multiplex RT-PCR, não sendo entretanto, obtidas sequências de DNA para o gene S. Com base em sequências de DNA para os genes codificadores da proteína RdRp e da região 3´UTR pode-se demonstrar que as codornas estudadas apresentaram o coronavírus aviário identificados como próximo àqueles relacionados à bronquite infecciosa das galinhas, havendo diversidade molecular filogeográfica para os vírus de codornas. Desta forma, sugere-se que as codornas podem servir como reservatórios para coronavírus aviários onde haja criações em proximidade com outras espécies aviárias

This study aimed to investigate the occurrence and molecular diversity of avian coronavirus in quails and laying hens, raised on the same farms and determine the role of quails in the epidemiology of avian infectious bronchitis (IB). To this end, pools of lungs, trachea, female reproductive tracts, kidneys and enteric contents were collected from quails and laying hens flocks with IB-like symptoms, co-housed in farms located in Sao Paulo and Espírito Santo states, Brazil, during 2009-2010. Chickens and quails samples were screened for IBV with an RT-PCR to the 3UTR and positive samples were submitted to RT-PCRs to the RNA-dependent RNA-polymerase gene (RdRp) and two different RT-PCRs to the spike gene, including a typing-multiplex one. Amplicons of 3UTR (from quails samples) were cloned and sequenced. Two other RT-PCRs were used to detect the avian metapneumovirus (aMPV) and Newcastle disease virus (NDV). Avian coronavirus was found in all types of samples analyzed in chickens and quails raised on the same farms, aMPV subtype B was found in chickens and the NDV was not observed in any samples. All avian coronavirus found were classified as variants by multiplex RT-PCR, however, DNA sequences for gene S were not obtained. Based on the DNA sequences for genes encoding the protein RdRp and the 3\'UTR region can be show that avian coronavirus in quails are closely related to avian infectious bronchitis virus, with a molecular phylogeographic diversity for quails viruses; thus, quails might act as reservoirs for avian coronaviroses when in close contact with other avian species

Caracterização e comparação molecular de estirpes de referência e de campo do vírus da bronquite infecciosa das galinhas / Molecular characterization and comparison of reference and field strains of infectious bronchitis vírus

A bronquite infecciosa é uma doença viral, aguda e altamente contagiosa que afeta as aves da espécie Gallus gallus, de todas as idades, causando grandes perdas econômicas devido à mortalidade, queda na produção e qualidade dos ovos. Variações na sequência de aminoácidos na região hipervariável da subunidadade S1 da proteína de espícula (S) levam à emergência de novos sorotipos do vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV). Este estudo teve como objetivo seqüenciar parcialmente o gene S1 para determinar a relação filogenética entre amostras vacinais e de campo com o intuito de investigar os genótipos circulantes. Cento e sessenta amostras foram coletadas, na forma de pools, de plantéis sintomáticos durante 2009/2010. Cada pool continha tecidos de 3 a 5 aves e foram compostos por diferentes órgãos (traquéia, pulmões, rins, conteúdo entérico, trato reprodutivo e swabs traqueais). As amostras foram triadas para a presença de IBV utilizando-se uma nested RT-PCR, direcionada a região 3UTR. As amostras positivas, (n=89) foram submetidas a nova nested RT-PCR dirigida para o gene S, resultando em 10 amplicons de 390pb que foram então submetidos a seqüenciamento de DNA e análise filogenética. As amostras brasileiras segregaram-se em dois grupos filogenéticos: Massachusetts (Mass) e tipos marcadamente brasileiros. Seis amostras agruparam-se no grupo Mass, com vacinas vivas atenuadas utilizadas no Brasil. Quatro amostras agruparam com cepas de campo brasileiras previamente descritas (acesso no GeneBank: FJ791257 to FJ791273). A identidade de aminoácidos no grupo Mass variou de 98% a 100%, sugerindo a detecção de vírus vacinal. Enquanto que entre as amostras brasileiras e o grupo Mass, a variabilidade de aminoácidos foi de 79% a 81%. Esses resultados mostram uma variação importante em genótipos virais circulantes nos plantéis industriais avícolas brasileiros. Portanto, o presente estudo reforça a contínua emergência e disseminação de novas linhagens de IBV no Brasil e a importância de constantes pesquisas e monitoramento, para que se compreendam aos fenômenos de emergência de novas linhagens e suas consequências, bem como para otimizar as medidas de controle do vírus.

Infectious bronchitis is a viral disease, acute and highly contagious that affects birds of the Gallus gallus species, of all ages, causing huge economic losses due to mortality, drop in production and quality eggs. Differences between serotypes of IBV are due to variations in the amino acids sequence in S1 hypervariable region subunit of spike protein (S). This study aimed to partially sequence the S1 gene to determine the phylogenetic relationship between field and vaccine viral types, and to investigate circulating genotypes in Brazil. One hundred and sixty pool samples were collected from symptomatic flocks during 2009/2010. Each pool contained tissues from 3 to 5 birds and was composed by different organs (tracheas, lungs, kidneys, enteric contents, tract reproductive and tracheal swabs). Samples were screened for the presence of IBV using a nested RT-PCR targeted to the 3UTR. Positive samples (n=56) were submitted to a nested RT-PCR target to S gene resulting in 10 amplicons of 390pb that were then submitted to DNA sequencing and analysis. Brazilian IBV genotypes segregated in two phylogenetic groups: Massachusetts (Mass) and Brazilian types. Six samples clustered in the Mass group, with live attenuated vaccines used in Brazil. Four samples grouped with field Brazilian strains previously described (GeneBank accession: FJ791257 to FJ791273). In Mass cluster aminoacids identity range from 98% to 100%, suggesting vaccine virus detection, in this last case. Moreover, the verified identity between samples from this study and Mass group ranged 79% to 81%. Therefore the present study reinforces the emergence and circulation of news lineages of IBV in commercial Brazilian flocks, as well as the importance of consistent research and monitoring to better understand this phenomen and its consequences, aiming to improved control measures against the virus.

Caracterização e comparação molecular de estirpes de referência e de campo do vírus da bronquite infecciosa das galinhas / Molecular characterization and comparison of reference and field strains of infectious bronchitis vírus

A bronquite infecciosa é uma doença viral, aguda e altamente contagiosa que afeta as aves da espécie Gallus gallus, de todas as idades, causando grandes perdas econômicas devido à mortalidade, queda na produção e qualidade dos ovos. Variações na sequência de aminoácidos na região hipervariável da subunidadade S1 da proteína de espícula (S) levam à emergência de novos sorotipos do vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV). Este estudo teve como objetivo seqüenciar parcialmente o gene S1 para determinar a relação filogenética entre amostras vacinais e de campo com o intuito de investigar os genótipos circulantes. Cento e sessenta amostras foram coletadas, na forma de pools, de plantéis sintomáticos durante 2009/2010. Cada pool continha tecidos de 3 a 5 aves e foram compostos por diferentes órgãos (traquéia, pulmões, rins, conteúdo entérico, trato reprodutivo e swabs traqueais). As amostras foram triadas para a presença de IBV utilizando-se uma nested RT-PCR, direcionada a região 3UTR. As amostras positivas, (n=89) foram submetidas a nova nested RT-PCR dirigida para o gene S, resultando em 10 amplicons de 390pb que foram então submetidos a seqüenciamento de DNA e análise filogenética. As amostras brasileiras segregaram-se em dois grupos filogenéticos: Massachusetts (Mass) e tipos marcadamente brasileiros. Seis amostras agruparam-se no grupo Mass, com vacinas vivas atenuadas utilizadas no Brasil. Quatro amostras agruparam com cepas de campo brasileiras previamente descritas (acesso no GeneBank: FJ791257 to FJ791273). A identidade de aminoácidos no grupo Mass variou de 98% a 100%, sugerindo a detecção de vírus vacinal. Enquanto que entre as amostras brasileiras e o grupo Mass, a variabilidade de aminoácidos foi de 79% a 81%. Esses resultados mostram uma variação importante em genótipos virais circulantes nos plantéis industriais avícolas brasileiros. Portanto, o presente estudo reforça a contínua emergência e disseminação de novas linhagens de IBV no Brasil e a importância de constantes pesquisas e monitoramento, para que se compreendam aos fenômenos de emergência de novas linhagens e suas consequências, bem como para otimizar as medidas de controle do vírus. (AU)

Infectious bronchitis is a viral disease, acute and highly contagious that affects birds of the Gallus gallus species, of all ages, causing huge economic losses due to mortality, drop in production and quality eggs. Differences between serotypes of IBV are due to variations in the amino acids sequence in S1 hypervariable region subunit of spike protein (S). This study aimed to partially sequence the S1 gene to determine the phylogenetic relationship between field and vaccine viral types, and to investigate circulating genotypes in Brazil. One hundred and sixty pool samples were collected from symptomatic flocks during 2009/2010. Each pool contained tissues from 3 to 5 birds and was composed by different organs (tracheas, lungs, kidneys, enteric contents, tract reproductive and tracheal swabs). Samples were screened for the presence of IBV using a nested RT-PCR targeted to the 3UTR. Positive samples (n=56) were submitted to a nested RT-PCR target to S gene resulting in 10 amplicons of 390pb that were then submitted to DNA sequencing and analysis. Brazilian IBV genotypes segregated in two phylogenetic groups: Massachusetts (Mass) and Brazilian types. Six samples clustered in the Mass group, with live attenuated vaccines used in Brazil. Four samples grouped with field Brazilian strains previously described (GeneBank accession: FJ791257 to FJ791273). In Mass cluster aminoacids identity range from 98% to 100%, suggesting vaccine virus detection, in this last case. Moreover, the verified identity between samples from this study and Mass group ranged 79% to 81%. Therefore the present study reinforces the emergence and circulation of news lineages of IBV in commercial Brazilian flocks, as well as the importance of consistent research and monitoring to better understand this phenomen and its consequences, aiming to improved control measures against the virus. (AU)