S1 gene sequence analysis of infectious bronchitis virus vaccinal strains (H120 & H52) and their embryo-passaged derivatives

Document Type : Original Articles


Razi Vaccine and Serum Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran


Avian infectious bronchitis is an acute and highly contagious disease that mainly causes respiratory symptoms in poultry. A number of serotypes and variants of the viral agent with poor cross-protection are the major problem to achieve desired immunity from vaccination. The S1 subunit of S glycoprotein (spike) is the major determinant of IBV so that a minor change in amino acid sequence of this protein, alters the virus strain. Therefore, characterization of the sequence of S1 gene is necessary to identify virus strains and their similarities with the vaccinal strains. In this research, the S1 sequence of H52 and H120 vaccinal strains of Razi Institute was fully characterized, and also the effect of serial passages in embryonated - eggs (5 passages beyond the master seed) on the S1 gene was investigated. The results showed that H120 and H52 strains of Razi Institute are 100% identical to the reference vaccine strains available in the GenBank. In addition, the H52 strain showed one amino acid substitution from the 3rd passage in which Glycine (G) was replaced by Valine (V) at position 118 making these passages exactly identical to the H120 strain while no change occurred for the H120 strain during these passages. Analysis of the original vaccinal strains which are widely administered in Iran, is definitely useful for prevention and control strategies against the circulating viruses. To identify the genetic change(s) responsible for attenuation of these strains during passages in embryonated-egg, characterization of other genes, especially those involved in replication is recommended. 


Main Subjects

Article Title [French]

Analyse de la séquence du gène S1 des souches vaccinales (H120 & H52) du virus de la bronchite infectieuse et de ses dérivés issus d’embryons repiqués

Abstract [French]

La bronchite infectieuse aviaire est une maladie aiguë et fortement contagieuse qui est à l’origine de symptômes respiratoires chez les volailles. Le nombre de sérotypes et des variantes de l’agent viral ainsi que le faible taux de protection croisée sont autant de défis majeurs dans l’obtention d’une immunisation efficace après vaccination. La sous-unité S1 de la glycoprotéine S représente le déterminant majeur de l’IBV et toute modification mineure dans la séquence d’acides aminés de cette fraction peut considérablement altérer la souche virale. Par conséquent, la caractérisation de la séquence du gène S1 est nécessaire à l’identification des différentes souches pour définir leur degré de similitude avec la souche vaccinale. Dans cette étude, les séquences S1 des souches vaccinales H52 et H120 de l’Institut Razi ont été complètement identifiées. Par ailleurs, les conséquences d’une série de 5 repiquages dans des œufs embryonnés sur la séquence du gène S1 ont été également étudiées. Ces analyses ont démontré que les souches H52 et H120 de l’Institut Razi sont 100% identiques aux souches de référence répertoriées dans GenBank. Il est cependant intéressant de noter que la souche H52 montrait une substitution d’acides aminés lors du troisième repiquage, où la glycine était remplacée par la valine en position 118. La souche H120 restant inchangée, cette modification rendait les deux souches totalement identiques à partir du troisième passage. Cette étude montre l’utilité de l’analyse des souches vaccinales originales, abondamment administrées en Iran, dans la prévention et le control des infections liées aux virus circulants. Afin d’identifier les altérations génétiques capables d’impacter l’efficacité du vaccin, l’effet du repiquage sur d’autres gènes, particulièrement ceux impliqués dans la réplication, devrait également être exploré.

Keywords [French]

  • IBV
  • souche vaccinale
  • caractérisation du gène S1
  • repiquage
  • œuf embryonné
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