해산어와 담수관상어에 대한 iridovirusese의 교차 감염성과 정량적 분석

Abstract

본 연구에서는 해산어와 담수관상어 산업에 심각한 경제적 손실을 일으키는 iridoviurs의 교차 감염성을 확인하고 이를 정량 분석하고자 하였다. 우선 해산어로부터 IVS-1, 담수관상어로부터 PGIV-K1을 분리하였고, 이를 본 연구의 주요 virus strain으로 사용하여 실험을 실시하였다.계통발생학적으로 분석한 결과 family Iridoviridae에 속하는 genus Megalocytivirus subgroup 2와 subgroup 3에 속하였다. 우선 IVS-1/PGIV-K1이 해수와 담수내에서 어느 정도 안정성을 가지는 지를 알아보고자 stability test를 실시하였다. 먼저 In vitro 상에서 real-time PCR을 이용한 정량적 분석을 한 결과, 해수보다 담수내에서 더 안정적이었으며, 이는 in vivo 상의 rock bream 공격 실험의 결과와 일치하였다. 그 후, cohabitation test를 통해 자연 수계내에서의 수평 감염 가능성을 확인하였으며, iridovirus에 감수성이 높은 해산어 juvenile rock bream에 IVS-1/PGIV-K1 공격 실험 시, 두 virus 모두 100 %의 폐사율을 나타내어 교차 감염성의 위험성을 확인하였다. 이 때, IVS-1과 PGIV-K1 둘 다 감염어에서 비정형비대세포가 확인되어 조직병리학적 차이점은 나타나지 않았으며, 이전의 iridovirus에 대한 전자현미경적 관찰 연구 결과들을 종합해 보면 family Iridoviridae의 virion size는 virus strains 또는 virus isolates에 따라 달랐고, IVS-1과 PGIV-K1의 virion size는 작은 편에 속하는 것으로 확인되었다. 또한, iridovirus에 감염된 여러 조직의 viral copy 수를 real-time PCR 시, 비장이 가장 높은 값을 나타내었다. 여러 해산어 및 담수관상어에 IVS-1/PGIV-K1을 감염시켰을 때에는 모든 어종에서 비장 종대가 일어났으며 그 중 juvenile rock bream에서 가장 큰 변화를 보였다. 앞서 선행된 spleen index, 종대된 비장 조직 내 viral copy 수, 그리고 비정형비대세포의 수의 변화를 동역학적으로 측정, 분석하였다. 그 결과, moribund stage에 접어들면서 모든 수치가 peak치를 나타내었고, 그 후는 오히려 감소하는 추세를 보였다. 이것은 해산어와 담수관상어에서 분리된 iridovirus 간의 감염성과 실제 viral copy 수를 도입하여 상관관계를 분석한 최초의 연구이며, iridovius의 진단과 정량적 분석에 대한 방향을 제시할 것으로 기대된다.

Two iridovirus isolates, IVS-1 and PGIV-1, were isolated from rock bream (Oplegnathus fasciatus) and pearl gourami (Trichogaster leeri) respectively in Korea. In quantitative real-time PCR (qPCR) using SYBR Green for the quantitative detection of a rock bream iridovirus, 2.46 × 108 and 2.52 × 108 viral genome copies/㎎ tissue were detected in the spleen infected by IVS-1 and PGIV-1 respectively. After discharging the infected tissues into the seawater, decreasing rate of the numbers of viral genome copies was much faster compared to that of freshwater, and reached to the undetectable level in seawater, different from about 30% level in freshwater, after 4 days incubation at 25℃. This result was not changed depend upon the type of iridoviruses, IVS-1 and PGIV-1. Such decreased copy numbers were responsible for the infectivity of viruses by decreased cumulative mortality of rock bream examined after intraperitoneal injection of the incubated iridoviruses for 4 days. In morphological study, rock bream of juvenile and adult size infected by IVS-1 showd average 4 and 2 times higher spleen index (spleen weight (㎎) /body weight (g)) respectively compared to those of normal fish. In contrast, IVS-1 infected red sea bream of the same juvenile size with rock bream appeared to show spleen index 2 times much lower compared to that of rock bream. It suggested that a higher spleen index in juvenile fish than that in adult in the same host, but not the same index in different host of the same size. These spleen indexes observed in juvenile rock bream were not changed by different strains of the infected iridovirus strains used in this study, IVS-1 and PGIV-1. Relationship between viral particle numbers and different spleen indexes were investigated. In the quantitative analysis by qPCR, viral particle numbers were depend upon the size or age but not species of the host. Ultrastructural examination of the spleen of the rock bream infected by IVS-1 and PGIV-1 infected rock bream revealed numerous internal polyhedral viral particles of about 105～125 ㎚ in diameter and implied no morphological change even after proliferation in tissues of the host in marine fish. This is the first report showing the changed stabilities of two iridoviruses in different water environment and relationship between level of the enlarged spleen size and concentration of viral particles. We hope that this study would be basic data for understanding of iridovirus disease.