Structural and biological characteristics of reoviruses isolated from Muscovy ducks (Cairina moschata)

Summary

Two Muscovy duck reoviruses, strains y1/79 and 1625/87, were investigated with regard to their genome organization, polypeptide pattern, serotype specificity, and pathogenicity. Electrophoretic analysis of the genome revealed the migration pattern of avian reoviruses. In spite of general conformity, great polymorphism was detected in the electrophoretic mobility of individual genome segments of the two strains sharing only three segments of identical size (L1, M2, M3). Only one segment (M3) migrated into the same position as the corresponding segment of prototype chicken reovirus S1133. The basic electrophoretic mobility pattern of the immunopre‐cipitated polypeptides, eight structural and two non‐structural, closely resembled that of the chicken reovirus. However, considerable strain‐specific variation was also seen at the protein level, with the σ_c polypeptides exhibiting the most obvious migration differences. Based on the results of cross‐neutralization assays the two Muscovy duck reovirus strains were grouped into one serotype, with no cross‐reactivity to the chicken serotype S1133. In experimental infections, despite virus replication proved by faecal virus excretion and antibody response, only strain y1/79 was pathogenic for 16‐day‐old Muscovy ducklings, thus making strain 1625/87 a possible candidate as vaccine strain.

Resume

Deux souches de réovirus de canards de Barbarie, y1/79 et 1625/87, ont été étudiées en ce qui concerne l'organisation de leur génome, le modèle polypeptidique, la spécificité des sérotypes et la pathogénicité. L'analyse électrophorétique du génome a été conforme au modèle de migration des réovirus aviaires. En dépit d'une conformité générale, un grand polymorphisme a été observé dans la sensibilité électrophoréti‐que des segments individuels du génome des deux souches ne partageant que trois segments de taille identique (L1, M2, M3). Seul, un segment (M3) a migré dans la même position que le segment correspondant du prototype de réovirus de poulet S1133. Le modèle basique de mobilité électrophoréti‐que des polypeptides immunoprécipités, huit structuraux et deux non structuraux ressemblaient étroitement à celui des réovirus aviaires; cependant, une variation considérable spécifique des souches a été observée au niveau protéique, les polypeptides o_c montrant les différences de migration les plus évidentes. En se basant sur les résultats des tests de séroneutralisation croisée, les deux souches de réovirus de canard de Barbarie ont été regroupées en un seul sérotype qui ne croise pas avec le sérotype S1133 du poulet. Dans les infections expérimentales, en dépit de la réplication du virus prouvée par son excrétion dans les fécès et la réponse immunitaire, seule la souche y1/79 s'est révélée pathogène pour les canetons de Barbarie âges de 16 jours, ce qui permet de considérer la souche 1625/87 comme une candidate possible à la préparation d'un vaccin.

Zusammenfassung

Zwei Reoviren aus Moschusenten, Stamm y1/79 und 1625/87, wurden untersucht hinsichtlich ihres Genomaufbaus, ihres Polypeptid‐Musters, ihrer Serotyp‐Einordnung sowie ihrer Pathogenität. Die elektrophoretische Analyse des Genoms offenbarte das Wanderungsmuster von aviären Reoviren. Trotz genereller Übereinstimmung wurde in der elektrophoretischen Beweglichkeit der einzelnen Genomsegmente erheblicher Polymorphismus festgestellt. Nur drei Segmente (L1, M2, M3) der beiden Moschu‐senten‐Reoviren hatten die gleiche Größe, und nur eins dieser Segmente (M3) wanderte in dergleichen Position wie das entspechende Segment des Prototyp‐Hühner‐Reovirus S1133. Das elektrophoretische Grundwanderungsmuster der immunpräzipitierten Polypeptide zeigte große Ähnlichkeit zu dem des Hühner‐Reovirus; doch auch auf der Proteinebene konnten beachtliche Stamm‐spezifische Abweichungen beobachtet werden mit den deutlichsten Unterschieden in der Mobilität des σ_c Polypeptids. Basierend auf den Ergebnissen der Kreuz‐Neutralisationstests konnten die beiden Moschusenten‐Reovirusstämme als zu einem Serotypgehörend eingeordnet werden, der keinerlei Kreuzreaktionen zum Hühner‐Serotyp S1133 aufwies. In experimentellen Infektionen war trotz Virusvermehrung, die sowohl durch fäkale Virusausscheidung als auch durch eine Immunantwort nachgewiesen wurde, nur der Stamm y1/79 pathogen für 16‐Tage‐alte Moschusentenküken. Diese Ergebnisse machen den Stamm 1625/87 zu einem möglichen Kandidaten für eine Verwendung als Impfvirus.

Resumen

Se investigaron dos cepas de reovirus de patos, la y1/79 y la 1625/87, estudiando la organización genómica, el mapa polipeptídico, la especificidad del serotipo y su patogenicidad. El análisis electroforét‐ico del genoma reveló el patrón de migración de los reovirus aviares. A pesar de presentar una conformidad general, se detectó un gran polimorfismo en la mobilidad electroforética de segmentos individuales del genoma de las dos cepas, compartiendo sólo tres segmentos de tamaño idéntico (Ll, M2, M3). Unicamente un sólo segmento (M3) migró en la misma posición que el segmento correspondiente del prototipo de reovirus aviar S1133. El patrón básico de mobilidad electroforética de los polipéptidos inmunoprecipitados, ocho estructurales y dos no estructurales, se parecia en gran medida al del reovirus de la gallina. No obstante, hubo una considerable variación específica de cepa a nivel de las proteínas, siendo los polipétidos o_c los que presentaron las diferencias migratorias más obvias. En base a los resultados de las pruebas de neutralización cruzada se agruparon las dos cepas de reovirus del pato en un serotipo, no existiendo reacción cruzada con el serotipo S1133 de la gallina. En las infecciones experimentales, a pesar de existir replicación viral determinada por la excreción fecal del virus y la respuesta de anticuerpos, únicamente la cepa y1/79 fue patógena para los patitos de 16 días de edad, siendo por tanto la cepa 1625/87 una posible candidata a convertirse en cepa vacunal.