DOI: 10.1051/vetres:2001107

Vet. Res. 32 (2001) 31-45

Identification of optimal regions for phylogenetic studies on VP1 gene of foot-and-mouth disease virus: analysis of types A and O Argentinean viruses

Jose I. Núñez^{a, b}, Maria J. Martín^c, Maria E. Piccone^d, Elisa Carrillo^d, Eduardo L. Palma^d, Joaquin Dopazo^e and Francisco Sobrino<sup>a, b

a</sup>  Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa"(CSIC-UAM), Cantoblanco 28049, Madrid, Spain
^b  Centro de Investigación en Sanidad Animal, INIA, Valdeolmos 28130, Madrid, Spain
^c  EBI, Hinxton, Cambridge CB10, UK
^d  Instituto de Biotecnología, Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias, INTA, 1780 Morón, Buenos Aires, Argentina
^e  Research Department, Glaxo Wellcome S.A., PTM, c/Severo Ochoa 2, 28760 Tres Cantos, Spain

(Received 9 March 2000; accepted 18 September 2000)

Abstract
An analysis of the informative content of sequence stretches on the foot-and-mouth disease virus (FMDV) VP1 gene was applied to two important viral serotypes: A and O. Several sequence regions were identified to allow the reconstruction of phylogenetic trees equivalent to those derived from the whole VP1 gene. The optimal informative regions for sequence windows of 150 to 250 nt were predicted between positions 250 and 550 of the gene. The sequences spanning the 250 nt of the 3' end (positions 400 to 650), extensively used for FMDV phylogenetic analyses, showed a lower informative content. In spite of this, the use of sequences from this region allowed the derivation of phylogenetic trees for type A and type O FMDVs which showed topologies similar to those previously reported for the whole VP1 gene. When the sequences determined for viruses isolated in Argentina, between 1990 and 1993, were included in these analyses, the results obtained revealed features of the circulation of type A and type O viruses in the field, in the months that preceded the eradication of the disease in this country. Type A viruses were closely related to an Argentinean vaccine strain, and defined an independent cluster within this serotype. Among the type O viruses analysed, two groups were distinguished; one was closely related to the South American vaccine strains, while the other was grouped with viruses of the O3 subtype. In addition, a detailed phylogeny for type A FMDV is presented.

Résumé
Identification des régions optimales pour les études phylogénétiques du gène VP1 du virus de la fièvre aphteuse : analyse des virus argentins de types A et O. Une analyse du contenu informatif de parties de séquences du gène VP1 du virus de la fièvre aphteuse (VFA) a été appliquée à deux sérotypes viraux importants : A et O. Plusieurs régions de séquences ont été identifiées afin de permettre la reconstruction d'arbres phylogénétiques équivalents à ceux obtenus à partir de gène VP1 entier. Les régions informatives optimales pour des fenêtres de séquences de 150 à 250 nt ont été supposées être comprises entre les positions 250 et 550 du gène. Les séquences recouvrant les 250 nt de l'extrémité 3' (positions 400 à 650), qui ont été largement utilisées pour les études phylogénétiques du VFA, avaient un contenu moins informatif. Malgré cela, l'utilisation de séquences de cette région a permis d'obtenir des arbres phylogénétiques pour les VFA de type A et O, qui ont montré des topologies similaires à celles précédemment décrites pour le gène VP1 entier. Quand les séquences déterminées pour les virus isolés en Argentine entre 1990 et 1993 ont été incluses dans ces analyses, les résultats obtenus ont révélé des caractéristiques de circulation des virus de type A et O sur le terrain, dans les mois qui ont précédé l'éradication de la maladie dans ce pays. Les virus de type A étaient étroitement apparentés à une souche argentine de vaccin et définissaient un groupe indépendant à l'intérieur de ce sérotype. Parmi les virus de type O analysés, nous avons pu distinguer deux groupes : l'un était étroitement apparenté aux souches vaccinales sud-américaines, l'autre était proche des virus du sous-type O3. Une phylogénie détaillée du VFA type A est également présentée.

Key words: foot-and-mouth disease virus / phylogenetic analysis / informative region / molecular epidemiology

Mots clés : virus de la fièvre aphteuse / analyse phylogénétique / région informative / épidémiologie moléculaire

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