Published June 21, 2013 | Version v1
Publication Open

Spatiotemporal Phylogenetic Analysis and Molecular Characterisation of Infectious Bursal Disease Viruses Based on the VP2 Hyper-Variable Region

Creators

  • 1. Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria
  • 2. University of Information Science
  • 3. Centre de Recerca en Sanitat Animal
  • 4. Universitat Autònoma de Barcelona

Description

Infectious bursal disease is a highly contagious and acute viral disease caused by the infectious bursal disease virus (IBDV); it affects all major poultry producing areas of the world. The current study was designed to rigorously measure the global phylogeographic dynamics of IBDV strains to gain insight into viral population expansion as well as the emergence, spread and pattern of the geographical structure of very virulent IBDV (vvIBDV) strains.Sequences of the hyper-variable region of the VP2 (HVR-VP2) gene from IBDV strains isolated from diverse geographic locations were obtained from the GenBank database; Cuban sequences were obtained in the current work. All sequences were analysed by Bayesian phylogeographic analysis, implemented in the Bayesian Evolutionary Analysis Sampling Trees (BEAST), Bayesian Tip-association Significance testing (BaTS) and Spatial Phylogenetic Reconstruction of Evolutionary Dynamics (SPREAD) software packages. Selection pressure on the HVR-VP2 was also assessed. The phylogeographic association-trait analysis showed that viruses sampled from individual countries tend to cluster together, suggesting a geographic pattern for IBDV strains. Spatial analysis from this study revealed that strains carrying sequences that were linked to increased virulence of IBDV appeared in Iran in 1981 and spread to Western Europe (Belgium) in 1987, Africa (Egypt) around 1990, East Asia (China and Japan) in 1993, the Caribbean Region (Cuba) by 1995 and South America (Brazil) around 2000. Selection pressure analysis showed that several codons in the HVR-VP2 region were under purifying selection.To our knowledge, this work is the first study applying the Bayesian phylogeographic reconstruction approach to analyse the emergence and spread of vvIBDV strains worldwide.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مرض الجراب المعدي هو مرض فيروسي شديد العدوى وحادة يسببه فيروس مرض الجراب المعدي (IBDV )؛ وهو يؤثر على جميع المناطق الرئيسية المنتجة للدواجن في العالم. تم تصميم الدراسة الحالية لقياس الديناميكيات الجغرافية النباتية العالمية لسلالات فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي (IBDV) بدقة لاكتساب نظرة ثاقبة على التوسع السكاني الفيروسي وكذلك ظهور وانتشار ونمط البنية الجغرافية لسلالات فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي (VVIBDV) الخبيثة للغاية. تم الحصول على تسلسلات المنطقة شديدة المتغير من جين VP2 (HVR - VP2) من سلالات فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي (IBDV) المعزولة من مواقع جغرافية متنوعة من قاعدة بيانات بنك الجينات ؛ تم الحصول على تسلسلات كوبية في العمل الحالي. تم تحليل جميع التسلسلات من خلال التحليل الجغرافي النباتي البايزي، الذي تم تنفيذه في أشجار أخذ عينات التحليل التطوري البايزي (BEAST)، واختبار أهمية ارتباط الطرف البايزي (BaTS)، وحزم برامج إعادة البناء الوراثي المكاني للديناميكيات التطورية (SPREAD). كما تم تقييم ضغط الاختيار على HVR - VP2. أظهر تحليل السمات الترابطية للجغرافيا النباتية أن الفيروسات التي تم أخذ عينات منها من بلدان فردية تميل إلى التجمع معًا، مما يشير إلى نمط جغرافي لسلالات فيروس التهاب الكبد الوبائي (IBDV). كشف التحليل المكاني من هذه الدراسة أن السلالات التي تحمل تسلسلات مرتبطة بزيادة ضراوة فيروس نقص المناعة البشرية ظهرت في إيران في عام 1981 وانتشرت إلى أوروبا الغربية (بلجيكا) في عام 1987، وأفريقيا (مصر) حوالي عام 1990، وشرق آسيا (الصين واليابان) في عام 1993، ومنطقة البحر الكاريبي (كوبا) بحلول عام 1995 وأمريكا الجنوبية (البرازيل) حوالي عام 2000. أظهر تحليل ضغط الاختيار أن العديد من الكودونات في منطقة HVR - VP2 كانت تحت الانتقاء المنقي. على حد علمنا، فإن هذا العمل هو أول دراسة تطبق نهج إعادة البناء البيولوجي البايزي لتحليل ظهور وانتشار سلالات vvIBDV في جميع أنحاء العالم.

Translated Description (French)

La bursite infectieuse est une maladie virale très contagieuse et aiguë causée par le virus de la bursite infectieuse (IBDV) ; elle affecte toutes les principales régions productrices de volaille du monde. La présente étude a été conçue pour mesurer rigoureusement la dynamique phylogéographique globale des souches d'IBDV afin de mieux comprendre l'expansion de la population virale ainsi que l'émergence, la propagation et le modèle de la structure géographique des souches très virulentes d'IBDV (vvIBDV). Les séquences de la région hyper-variable du gène VP2 (HVR-VP2) des souches d'IBDV isolées à partir de divers emplacements géographiques ont été obtenues à partir de la base de données GenBank ; des séquences cubaines ont été obtenues dans le travail actuel. Toutes les séquences ont été analysées par analyse phylogéographique bayésienne, mise en œuvre dans les logiciels BEAST (Bayesian Evolutionary Analysis Sampling Trees), BaTS (Bayesian Tip-association Significance testing) et SPREAD (Spatial Phylogenetic Reconstruction of Evolutionary Dynamics). La pression de sélection sur le HVR-VP2 a également été évaluée. L'analyse des caractéristiques de l'association phylogéographique a montré que les virus échantillonnés dans des pays individuels ont tendance à se regrouper, ce qui suggère un modèle géographique pour les souches d'IBDV. L'analyse spatiale de cette étude a révélé que des souches portant des séquences liées à une virulence accrue de l'IBDV sont apparues en Iran en 1981 et se sont propagées en Europe occidentale (Belgique) en 1987, en Afrique (Égypte) vers 1990, en Asie de l'Est (Chine et Japon) en 1993, dans la région des Caraïbes (Cuba) en 1995 et en Amérique du Sud (Brésil) vers 2000. L'analyse de la pression de sélection a montré que plusieurs codons dans la région HVR-VP2 étaient sous sélection purifiante. À notre connaissance, ce travail est la première étude appliquant l'approche de reconstruction phylogéographique bayésienne pour analyser l'émergence et la propagation des souches de vvIBDV dans le monde entier.

Translated Description (Spanish)

La enfermedad bursal infecciosa es una enfermedad viral altamente contagiosa y aguda causada por el virus de la enfermedad bursal infecciosa (IBDV); afecta a todas las principales áreas productoras de aves de corral del mundo. El presente estudio fue diseñado para medir rigurosamente la dinámica filogeográfica global de las cepas de IBDV para obtener información sobre la expansión de la población viral, así como la aparición, propagación y patrón de la estructura geográfica de cepas de IBDV muy virulentas (vvIBDV). Las secuencias de la región hipervariable del gen VP2 (HVR-VP2) de cepas de IBDV aisladas de diversas ubicaciones geográficas se obtuvieron de la base de datos GenBank; las secuencias cubanas se obtuvieron en el presente trabajo. Todas las secuencias se analizaron mediante análisis filogeográfico bayesiano, implementado en los paquetes de software Bayesian Evolutionary Analysis Sampling Trees (BEAST), Bayesian Tip-association Significance testing (BaTS) y Spatial Phylogenetic Reconstruction of Evolutionary Dynamics (SPREAD). También se evaluó la presión de selección en la HVR-VP2. El análisis filogeográfico del rasgo de asociación mostró que los virus muestreados de países individuales tienden a agruparse, lo que sugiere un patrón geográfico para las cepas del IBDV. El análisis espacial de este estudio reveló que las cepas portadoras de secuencias que estaban vinculadas al aumento de la virulencia del IBDV aparecieron en Irán en 1981 y se extendieron a Europa occidental (Bélgica) en 1987, África (Egipto) alrededor de 1990, Asia oriental (China y Japón) en 1993, la región del Caribe (Cuba) en 1995 y América del Sur (Brasil) alrededor de 2000. El análisis de presión de selección mostró que varios codones en la región HVR-VP2 estaban bajo selección purificadora. Hasta donde sabemos, este trabajo es el primer estudio que aplica el enfoque de reconstrucción filogeográfica bayesiana para analizar la aparición y propagación de cepas de vvIBDV en todo el mundo.

Files

journal.pone.0065999&type=printable.pdf

Files (2.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:265e06e264049e78695b60ccbda2ea5c
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحليل الوراثي المكاني والزماني والتوصيف الجزيئي لفيروسات الجراب المعدية بناءً على منطقة فرط المتغير VP2
Translated title (French)
Analyse phylogénétique spatio-temporelle et caractérisation moléculaire des virus de la bursite infectieuse sur la base de la région hyper-variable VP2
Translated title (Spanish)
Análisis filogenético espaciotemporal y caracterización molecular de virus infecciosos de la enfermedad bursal basados en la región hipervariable VP2

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2084889508
DOI
10.1371/journal.pone.0065999

Is supplement to
https://openalex.org/W56130617 (Other)
https://openalex.org/W46954581 (Other)
https://openalex.org/W4300985009 (Other)
https://openalex.org/W4243313511 (Other)
https://openalex.org/W3087993680 (Other)
https://openalex.org/W2518898551 (Other)
https://openalex.org/W2357139758 (Other)
https://openalex.org/W2077011564 (Other)
https://openalex.org/W1615439438 (Other)
https://openalex.org/W1596082705 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Cuba

References

  • https://openalex.org/W1483247593
  • https://openalex.org/W1628781333
  • https://openalex.org/W1907806866
  • https://openalex.org/W1930242224
  • https://openalex.org/W1969789251
  • https://openalex.org/W1973667633
  • https://openalex.org/W1977180148
  • https://openalex.org/W1977355990
  • https://openalex.org/W1981581556
  • https://openalex.org/W1988109653
  • https://openalex.org/W1993714306
  • https://openalex.org/W1998657923
  • https://openalex.org/W2002816341
  • https://openalex.org/W2004041318
  • https://openalex.org/W2016000389
  • https://openalex.org/W2026042432
  • https://openalex.org/W2037667459
  • https://openalex.org/W2052590559
  • https://openalex.org/W2053739051
  • https://openalex.org/W2061406071
  • https://openalex.org/W2070324371
  • https://openalex.org/W2076079755
  • https://openalex.org/W2078919721
  • https://openalex.org/W2080655727
  • https://openalex.org/W2088267428
  • https://openalex.org/W2091181646
  • https://openalex.org/W2094324730
  • https://openalex.org/W2094940463
  • https://openalex.org/W2095886196
  • https://openalex.org/W2098998255
  • https://openalex.org/W2103546861
  • https://openalex.org/W2105811945
  • https://openalex.org/W2108252494
  • https://openalex.org/W2110335151
  • https://openalex.org/W2110835349
  • https://openalex.org/W2112956791
  • https://openalex.org/W2127587098
  • https://openalex.org/W2130362098
  • https://openalex.org/W2140028978
  • https://openalex.org/W2141913814
  • https://openalex.org/W2143119188
  • https://openalex.org/W2147710356
  • https://openalex.org/W2157394530
  • https://openalex.org/W2165297851
  • https://openalex.org/W2170565120
  • https://openalex.org/W2172878600
  • https://openalex.org/W2173429227
  • https://openalex.org/W2238659287
  • https://openalex.org/W2319549256
  • https://openalex.org/W2324577821
  • https://openalex.org/W4233437296
  • https://openalex.org/W4294240439