BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV)

BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV) BÁO cáo VIRUS học đại CƯƠNG VIRUS gây BỆNH đốm TRẮNG TRÊN tôm (WSSV)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BÀI BÁO CÁO VIRUS HỌC ĐẠI CƯƠNG

MÃ HỌC PHẦN: CS108 VIRUS GÂY BỆNH ĐỐM TRẮNG TRÊN TÔM

(White Spot Syndrom Virus – WSSV)

Đỗ Thị Huỳnh Mai B1303679Nguyễn Thị Trúc Mai B1303680Nguyễn Thị Kiều Nga B1303685

Cần Thơ, 10/2015

MỤC LỤC

A GIỚI THIỆU 1

B NỘI DUNG 1

I Sơ lược về virus gây bệnh đóm trắng trên tôm 1

1 Phân loại và tên gọi 1

a Phân loại 1

b Tên gọi 2

2 Hình thái 2

3 Cấu trúc protein 3

4 Vật liệu di truyền 10

5 Đặc tính sinh học 11

II Quá trình sinh bệnh của virus 12

1 Cơ chế gây bệnh (xâm nhiễm) 12

2 Cơ chế lây lan 15

III Bệnh đóm trắng trên tôm 16

1 Lịch sử và phân bố bệnh 16

2 Tình hình bệnh và tác hại của bệnh đốm trắng với nghề nuôi tôm tại Việt Nam và Thế giới 17

a Thế giới 17

b Việt Nam 18

3 Kí chủ của WSSV 18

4 Biểu hiện, bênh tích 19

a Dấu hiệu bên ngoài 19

b Dấu hiệu bên trong 19

5 Phương pháp chuẩn đoán bệnh 21

5.1 Sơ lược về các phương pháp chẩn đoán bệnh đốm trắng trên tôm 21

5.2 Phương pháp PCR 21

IV Phòng và điều trị 22

V Kết luận và kiến nghị 23

VI Tài liệu tham khảo 24

i

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Virus đốm trắng trên tôm (WSSV) hình que kích thước 133-164 x 296-383 nm

dưới kính hiển vi 3

Hình 2 WSSV hình que, có phần phụ giống như đuôi 3

Hình 3 Mô hình cấu trúc của hạt virion của WSSV 4

Hình 4 Nucleocapsid của WSSV đã nhuộm âm dưới kính hiển vi điện tử 4

Hình 5 Cấu trúc nuclecapsis của WSSV 5

Hình 6 Vị trí của protein cấu trúc chủ yếu của WSSV 6

Hình 7 Mô hình 3D của các phức hợp protein màng được hình thành bởi các protein cấu trúc virus đốm trắng 7

Hình 8 Vị trí của 39 gen mã hóa cho 39 protein cấu trúc trong gennome của WSSV.10 Hình 9 Các mô mục tiêu của WSSV trên tôm 13

Hình 10 Quá trình xâm nhiễm và nhân lên của virus WSSV trong tế bào chủ 14

Hình 11 Cơ chế sao chép của virus WSSV 14

Hình 12 Cơ chế dịch mã của virus WSSV trong tế bào chủ 15

Hình 13 Hai đường lây nhiễm của WSSV trong ao nuôi (theo Pasano L M., 1960) .16 Hình 14 Phân bố địa lý bệnh đốm trắng (FAO Fishery Statistics, 2002) 17

Hình 15 Các dấu hiệu bên ngoài của tôm nhiễm WSSV 19

Hình 16 Mang của tôm bị nhiễm đốm trắng 20

Hình 17 Dạ dày của tôm bị nhiễm đốm trắng 20

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Tên gọi virus gây bệnh đốm trắng ở một số quốc gia 2Bảng 2 Tên, khung đọc mã, số lượng acid amin trọng lượng thực tế và trọng lượng líthuyết của 39 loại protein của WSSV (Jyh-Ming Tsai và cộng sự., 2004) 8 Bảng 3 Chức năng của một số ORFs của WSSV theo sự tương đồng với ngân hànggen 11Bảng 4 Đánh giá khả năng phát hiện bệnh đốm trắng trên tôm sú bằng các phươngpháp khác nhau (Lightner, 1997) 21Bảng 5 Một số phương pháp PCR hiện đại 22

iii

VIRUS GÂY BỆNH ĐỐM TRẮNG TRÊN TÔM (WSSV)

A GIỚI THIỆU

Nuôi trồng thủy sản là ngành đóng góp vai trò quan trọng trong việc xuất khẩucủa một số quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Châu Á như Trung Quốc,Thái Lan, Indonesia, Việt Nam

Ở Việt Nam, nghề nuôi tôm đang phát triển mạnh và trở thành ngành kinh tế gópphần đem lại nguồn thu nhập cho người dân và góp phần pháp triển nền kinh tế xã hội.Ngày nay, để tăng sản lượng và diện tích nuôi tôm đã áp dụng những biện pháp kỹthuật tiên tiến cũng song song đó tác động đến sinh thái dẫn đến ô nhiễm môi trường

về loại virus, những ảnh hưởng của bệnh do virus gây ra và cách phòng và điều trị

B NỘI DUNG

I Sơ lược về virus gây bệnh đốm trắng trên tôm

1 Phân loại và tên gọi

a Phân loại

WSSV đầu tiên được phân loại thuộc họ Baculoviridae (Francki và ctv,1991).Tuy nhiên những phân tích trình tự gần đây của hệ gen WSSV cho thấy chúng mã hóamột loại protein không giống protein của Baculovirus như protein ribonucleotidereductase (RR1 và RR2)(van Hulten và ctv, 2000b), protein VP26, VP28 (van Hulten

và ctv, 2000c) của WSSV không giống bất kì một protein Ngoài ra, trình tự nucleotidetoàn bộ hệ gene WSSV cho thấy nhiều gen không giống gene của virus nào khác ( vanHulten và ctv, 2001; Yang và ctv, 2001) Sự khác biệt về genome và phổ ký chủ rộngcủa WSSV chứng tỏ WSSV là đại diện cho một họ mới (van Hulten và ctv, 2000a).Theo hội nghị virus học quốc tế lần thứ 12 (2002), các nhà khoa học đã phân loạibệnh đốm trắng là một giống mới Whisspovirus thuộc họ mới Nimaviridae (Tạp chíthông tin KHCN và Kinh Tế Thủy Sản, số 4 – 2004)

b Tên gọi

Bảng 1 Tên gọi virus gây bệnh đốm trắng ở một số quốc gia

Hypodermal and hematopoietic

necrosis baculovirus (HHNBV) Trung Quốc Huang và ctv, 1994Rod-shaped Virus of Penaeus

Penaeus chinesis Baculovirus

Penaeus monodon non-occluded

Woongteerasupaya vàctv, 1995

Penaeus monodon non-occluded

Systemic ectodermal and

mesodermal baculovirus (SEMBV) Thái Lan

Woogteerasupaya vàctv, 1995

China Baculo-live virus (CBV) Trung Quốc Tapay và ctv, 1996

Yellow head disease-like virus Đài Loan Wang và ctv,1996

Prawn White Spot Baculovirus

White Spot Syndrome Baculovirus

White Spot Syndrome Virus

2

Hình 1 Virus đốm trắng trên tôm (WSSV) hình que kích thước 133-164 x 296-383 nm

dưới kính hiển vi.

Màng lipid

capsis

Lõi nucleoprottein

Hình 3 Mô hình cấu trúc của hạt virion của WSSV.

*(Nguồn: chung-dom-trang-white-spot-syndrome-virus-wssv-nhan-sinh-khoi-28595/)

http://luanvan.co/luan-van/luan-van-xac-dinh-thanh-phan-protein-cua-virus-gay-hoi-Hình 4 Nucleocapsid của WSSV đã nhuộm âm dưới kính hiển vi điện tử.

dom-trang-white-spot-syndrome-virus-wssv-nhan-sinh-khoi-28595/)

*(Nguồn:http://luanvan.co/luan-van/luan-van-xac-dinh-thanh-phan-protein-cua-virus-gay-hoi-chung-4

Hình 5 Cấu trúc nuclecapsis của WSSV.

dom-trang-white-spot-syndrome-virus-wssv-nhan-sinh-khoi-28595/ ).

*(Nguồn:http://luanvan.co/luan-van/luan-van-xac-dinh-thanh-phan-protein-cua-virus-gay-hoi-chung-Kích thước trung bình của nucleocapsid là 80 x 350 nm Nucleocapsid được cấutạo bởi những vòng tròn xếp thành chồng (khoảng 14 – 15 vòng) và quấn quanh trụcdài, mỗi vòng tròn có hai đường kẻ sọc gồm 7 cặp capsomer hình cầu, mỗi capsomerhìnhcầu có đường kính 8 nm, khoảng cách giữa các vòng là 7 nm Nucleocapsid chứađựng bên trong là dsDNA, không có thể vùi(Occlusion body)

Hơn 40 protein của WSSV được biêt Trong đó, có ít nhất 38 protein cấu trúc tìmthấy trên virion của WSSV Trong số đó thì có 21 protein được tìm thấy trên màngbao, 10 được tìm thấy trên nucleocapsid, 5 được tìm thấy ở lớp tegunment (đây là cấutrúc được cho là nằm giữa màng bao và nucleocapsid (Escobedo – Bonilla et al.,2008) Hơn 90% protein của nó không giống bất cứ protein được biết đến khác Phầnlớn protein của nucleocapsid là VP664 (664kDa), VP26 (26kDa), VP24 (24kDa),VP15(15kDa) (Leu et al., 2005; van Hunten et al., 2000a, 2000c) Theo các nhà khoa học thìWSSV có 5 loại protein chính VP28, VP26, VP29, VP15 VP28 và VP19 nằm trên vỏcủa virus, VP26, VP14, VP15 hiện diện trên nucleocapsid có sự tương đồng về trình tựacidamin giữa VP28 và VP26 là 41% và VP28 và VP24 là 46% (Hulten và cộng sự.,2000b) Protein của vỏ VP28 có vai trò đặc biệt giúp WSSV xâm nhiễm vào cơ thểtôm

Hình 6 Vị trí của protein cấu trúc chủ yếu của WSSV.

*(Nguồn: http://staff.kmutt.ac.th/~triwit.rat/Shrimp%20research.htm)

Người ta sử dụng coimmunoprecipitation và men thử nghiệm hai-lai để làmsáng tỏ và xác nhận tất cả các tương tác xảy ra giữa các WSSV cấu trúc (capsid và vỏ)protein VP51A, VP19, VP24, VP26 và VP28 Ta đã thấy rằng VP51A tương tác trựctiếp không chỉ với VP26 mà còn với VP19 và VP24 và chúng có ái lực với tự tươngtác Xét nghiệm liên kết chéo hóa học cho thấy ba loại protein tự tương tác có thể xảy

ra như dimer

Nguời ta thấy rằng: VP24 hoạt động như một protein lõi mà trực tiếp liên kếtvới VP26, VP28, VP38A, VP51A và WSV010 để tạo thành một phức hợp proteinmàng liên quan VP19 và VP37 được gắn vào phức tạp này thông qua liên kết vớiVP51A và VP28, tương ứng Thông qua sự tương tác VP26-VP51C lớp màng phứctạp này được gắn vào nucleocapsid, các vằn sọ được hình thành bởi VP664(Department of Molecular Biotechnology, Da-Yeh University, Changhua, Taiwan)

6

Bảng 2 Tên, khung đọc mã, số lượng acid amin trọng lượng thực tế và trọng lượng lí thuyết của 39

loại protein của WSSV (Jyh-Ming Tsai và cộng sự., 2004).

8

Vỏ protein cấu trúc đóng một vai trò rất quan trọng trong sự xâm nhiễm của virus

và thường tham gia với xâm nhập của virus, lắp ráp và vừa chớm nở Sau đây là vai tròcủa một số protein quan trọng trong WSSV:

‒ VP28 là một trong những protein vỏ (màng bao) của WSSV lớn và đượctham gia vào các nhiễm trùng hệ thống của tôm (van Hulten et al., 2001b và SyedMusthaq et al., 2006a) Trong quá trình nhiễm trùng, VP28 hoạt động như một proteingắn virus vào màng tế bào tôm và nhập bào chất (Yi et al., 2004) và tương tác với máychủ protein của tế bào như PmRab7 (Sritunyalucksana et al., 2006), sốc nhiệt cùngnguồn gốc protein 70 (Xu et al., 2009) và tín hiệu đầu dò và kích hoạt phiên mã(STAT) (Liu et al., 2007) Trong sự kiểm sóat bệnh thì hiện nay người ta chủ yếu dựavào protein này để chống lại sự xâm nhiễm của WSSV bằng cách tạo ra kháng thểchống lại VP28

‒ VP26 ban đầu được xem là protein của nucleocapsid nhưng nghiên cứusau cho thấy nó thuộc protein màng bao WSSV (Zhang et al., 2002 và Tang et al.,2007) Peptide có thể neo vào các protein khác như VP51 trong nucleocapsid để tạocấu trúc cho các virion (Xie và Yang, 2005 và wan et al, 2008) Người ta thấy rằngprotein VP26 có thể tham gia vận chuyển tế bào chất của các nucleocapsid, vì nó cóthể tương tác với các sợi actin từ bộ khung tế bào của tế bào (Xie et al., 2005) Vậynên, VP26 có thể làm giảm nhiễm và siêu vi hình thái do đó ngăn ngừa sự sao chépcủa WSSV Tuy nhiên không tham gia vào sự lây nhiễm của virus

‒ VP24 cùng là một protein màng bao có vai trò trong việc khởi đầu xâmnhiễm

‒ VP19 là một protein màng bao, các chức năng chính xác của nó trongviệc lắp ráp và xâm nhiễm của WSSV là không rõ ràng

Người ta tin rằng, trong những protein cấu trúc virus, protein vỏ đóng vai trò rấtquan trọng trong việc lây nhiễm virus, chẳng hạn như sự công nhận và gắn vào các thụthể trên bề mặt tế bào chủ Một nghiên cứu vào 20/2/2005 của Wenlin Wu, Lei Wang,Xiaobo Zhang kết luận rằng protein vỏ VP68 của virus, VP281 và VP466 đóng vai tròtrong bước đầu tiên nhiễm WSSV cho tôm CácWSSV đã bị trì hoãn bởi các kháng thểchống lại bốn protein vỏ (VP28, VP68, VP281 và VP466) Trong một số virus, cáckháng thể trung hòa có thể bám vào phong bì gai trên virons Tuy nhiên, sự khác biệt

giữa làm trung hòa các protein và phong bì không trung hòa của WSSV vẫn chưa rõ vàvẫn còn phải được nghiên cứu thêm.

4 Vật liệu di truyền

Hình 8 Vị trí của 39 gen mã hóa cho 39 protein cấu trúc trong gennome của WSSV.

Bộ gen của virus WSSV được giải mã vào năm 2001 (Yang.spp 2001) Cho đếnnăm 2002 WSSV được xác định là virus trên động vật có bộ gen lớn nhất VirusWSSV là một lòai virus mới thuộc họ Nimaviridae (Vlak et al., 2005).Bộ gen củavirus WSSV là phân tử DNA sợi đôi, dạng vòng với A + T là 59% được phân bố đồngnhất với nhau Nét độc đáo của WSSV là sự hiện diện của một ORF rất dài khoảng

18234 nucleotid với chức năng không rõ, một collagen giống ORF, và chín vùng, phântán dọc theo gen, mỗi dòng chứa một số biến của lặp song song 250 bp Kích cỡ bộgen khác nhau tùy thuộc vào vùng địa lí phân lập, Thái lan WSSV có kích thước là

292967 bp, chứa 184 khung đọc mở (van Hulten và cộng sự., 2001) Trung quốcWSSV có kích thước là 305107 bp chứa 181 bp khung đọc mở (GenBank Accession

No AF332093) Đài Loan WSSV có kích thước là 307287 bp chứa 532 khung đọc mở(Theo Jyh – Ming Tsai và cộng sự., 2004)

10

Bộ gen WSSV chứa đựng 531 – 684 ORFs (open reading frame, ORF) với ATG

là mã mở đầu (Escobedo – Bonella et al, 2008) Trong số đó thì có từ 181 – 184ORFs mã hóa cho protein với kích cỡ từ 51 đến 6077 amino acid (van Hulten etal.,2001c) Dựa trên sự tương đồng đối với các gen khác được ghi nhận trong ngânhàng gen thì chỉ 12 (6%) ORFs có thể đoán được chức năng (bảng 1) Phần lớn nhữnggen được biết liên quan đến sự nhân lên của DNA hoặc trao đổi chất DNA polymerase(Chen et al.,2002; van Hultenet al., 2001b), ribonucleotide reductase (Tsai etal.,2000a), Chimeric thymidine-thymidylate kinase (Tsai et al., 200ob; Tzeng etal., 2002),thymidylate synthase, dUTPase và endonuclease không đặc hiệu (Witteveldt etal.,2001) Bên cạnh những ORFs mã hóa cho 6 protein chính cấu trúc nên virion thì còn

có những ORFs mã hóa cho 40 protein phụ của virion của virus được xác định trên bộgen của WSSV

Bảng 3 Chức năng của một số ORFs của WSSV theo sự tương đồng với ngân hàng gen (Mark, 2015)

(số thứ tự của ORF dựa theo sự mã hóa của van Hulten et al., 2001b).

5 Đặc tính sinh học

Virus đốm trắng ký sinh ở các tổ chức ngoại bì, trung bì, mang, cơ quanlymphoid và biểu bì dưới vỏ kitin Virus xâm nhập vào nhân tế bào gây hoại tử và

sưng to Cũng như đa số các virus, virus WSSV có sức chịu đựng yếu với các yếu tốmôi trường Theo Chang và công tác viên (1998):

‒ Sau 48 – 72 giờ sau khi tiếp xúc môi trường nước mà không tìm đượcvật chủthì WSSV sẽ bị phân hủy

‒ Trong khoảng nhiệt độ 55 – 750C trong 5 – 90 phút, virus mất khả năng gâynhiễm

‒ Virus sống và tồn tại trong nước có độ mặn từ 5 – 40‰, độ pH từ 4 – 10, cókhả năng chịu đựng được nhiệt độ từ 0 – 800C

‒ Virus mất khả năng gây nhiễm sau 60 phút dưới tia UV 9 x 105μWs/cmWs/cm2

‒ Ozone ở nồng độ 0.5 μWs/cmg/ml sẽ làm bất hoạt WSSV ở 250C

II Quá trình sinh bệnh của virus

1 Cơ chế gây bệnh (xâm nhiễm)

Virus WSSV có DNA mạch đôi (dsDNA) Quá trình xâm nhiễm của virus đốmtrắng được mô tả như sau: Đầu tiên, VP28 trên bề mặt của virus gắn lên bề mặt của tếbào và làm trung gian cho quá trình xâm nhiễm của virus bằng cách gắn trực tiếp lêncác receptor chuyên biệt cho WSSV hay đẩy mạnh quá trình xâm nhập bằng cách hoạthóa vị trí dung hợp để cho WSSV xâm nhập vào tế bào (Qi và ctv, 2004)

Virus không có màng bao, tiếp xúc với màng tế bào chủ và đi vào trong theo cơchế nhập bào, đồng thời màng tế bào chủ bao lấy virus Trong giai đoạn đầu của quátrình lây nhiễm, virus đốm trắng xâm nhập vào dạ dày, mang, biểu bì, những mô liênkết của gan tụy Ở giai đoạn sau đó là cơ quan bạch huyết, tuyến anten, mô cơ, mô tạomáu, tim, đoạn ruột sau và một số phần của ruột giữa Như vậy, dạ dày, mang, biểu bì,

cơ quan bạch huyết, mô tạo máu và tuyến anten bị nhiễm rất nặng ở giai đoạn cuối(Hendrik Marks, 2005)

12

Hình 9 Các mô mục tiêu của WSSV trên tôm

*(Nguồn: Báo cáo virus gây hội chứng đốm trắng trên tôm)Đến nhân, virus đưa bộ gen vào trong, tại đây chúng sẽ tiến hành nhân bản, phiên

mã, dịch mã dựa trên vật chất và năng lượng của tế bào Thông qua quá trình này, sốlượng virus tăng lên rất nhanh, đồng thời làm thay đổi hoạt động bình thường của tế

bào chủ Virus WSSV thuộc họ Nimaviridae (nhóm I) theo hệ thống phân loại

Baltimore (International Committee on Taxnomy of Virus –ICTV), chúng nhân lên vàphiên mã bên trong nhân tế bào chủ theo cơ chế của nhóm virus này Theo đó, sợi (-)của DNA virus sẽ làm khuôn để tổng hợp mRNA

Ở nhân, trong giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm, xuất hiện những thể sợi,hình hạt (có thể là chất nền của virus), những cấu trúc giống như màng Sau đó có thểquan sát thấy những ống dài và rỗng Những ống nhỏ này vỡ ra thành từng mảnh nhỏ,hình thành nucleocapsid Có hai giả thuyết về sự phát triển hình dạng WSSV Theomột số tác giả, trước khi phần lõi đi vào trong thì nucleocapsid đã được bao phủ bởimàng (envelop), để lại một khoang hở Protein nhân (nucleoprotein) dạng sợi chui vàocapsid thông qua khoang hở này Khi phần lõi hoàn tất, phần bao thu hẹp đầu hở và tạothành đuôi của virion trưởng thành Trái lại, một số tác giả khác cho rằng nucleocapsidhoàn chỉnh được lắp ráp đầu tiên, sau đó mới được bao lại (Wang và ctv, 2000) Sau