Analysis of genetic diversity and molecular evolution of Infectious bursal disease virus (IBDV)

O Infectious bursal disease virus (IBDV) é considerado um dos patógenos mais importantes da indústria avícola. Considerando as diferenças nos níveis de virulência entre os isolados de IBDV, este trabalho propõe uma definição de genotipagem não arbitrária e uma nomenclatura unificada para os isolados virais de IBDV. Nesta abordagem, 96 sequências completas da VP2 e 561 sequências correspondentes a região hipervariável da VP2 (hvVP2) disponíveis no GenBank foram analisadas e agrupadas por quatro diferentes métodos (UPGMA, Neighbor-joining, Máxima Verossimilhança e Inferência Bayesiana). O valor limite de 0,032 foi selecionado para agrupar os isolados de IBDV em três genótipos: IBDV-1, IBDV-2 e IBDV-3. Além disso, um quarto genótipo contendo sequências de hvVP2 não agrupadas foi definido como IBDV-4. Logo, foi possível estabelecer uma definição de genótipos para o IBDV e fornecer critérios claros para a classificação do IBDV abaixo do nível de gênero. As sequências da hvVP2 são marcadores filogenéticos confiáveis para a genotipagem do IBDV, uma vez que foram capazes de reconstruir a mesma árvore das sequências completas da VP2. Neste trabalho, a epidemiologia dos isolados brasileiros do IBDV foi também analisada em um contexto evolutivo. Inicialmente, as forças seletivas que atuaram durante a diversificação do isolados virais do IBDV foram testadas. Em seguida, hipóteses filogenéticas foram calculadas por Inferência Bayesiana e abordagens filogeográficas foram utilizadas para a predição da dispersão do IBDV. Seis sequências completas da VP1 (RNA polimerase dependente de RNA) e 26 sequências completas da VP2 (proteína capsidial externa) foram produzidas nesse estudo. Os resultados demonstraram que a seleção negativa é a principal força evolutiva que afeta a diversidade de nucleotídeos e as taxas de evolução do IBDV. A partir da análise filogeográfica da VP2 foi possível sugerir que os isolados de IBDV foram introduzidos no Brasil, por pelo menos, três eventos de introdução viral.Infectious bursal disease virus (IBDV) is considered one of the most important pathogens for chickens of the poultry industry. Considering the differences in levels of virulence among isolates of IBDV, this paper proposes a non-arbitrary genotyping definition and a unified nomenclature for the viral isolates of IBDV. In this approach, the sets of 96 VP2 and 561 hvVP2 sequences available in GenBank are analyzed and clustered by four different methods (UPGMA, Neighbor-joining, Maximum Likelihood and Bayesian inference). A threshold value of 0.032 of pairwise distance was selected to group the IBDV isolates in three genotypes: IBDV-1, IBDV-2, and IBDV-3. In addition, the fourth group containing unclassified hvVP2 sequences was defined as genotype IBDV-4. The present work contributes to the establishment of a genotype definition for IBDV and provides clear criteria for IBDV classification below the genus level. The hvVP2 sequences are a reliable phylogenetic marker for IBDV genotypes since it were able to reconstruct the same tree as the whole VP2 sequences. In this work, an evolutionary epidemiology of viral isolates of IBDV was assessed. First, the selective forces that operated during the diversification of IBDV were tested. Then, Bayesian Markov chain Monte Carlo (MCMC) coalescent analyses and phylogeographical approaches were selected to predict IBDV dispersion. Six VP1 (RNA-dependent RNA polymerase) complete sequences and 26 VP2 (outer capsid protein) complete sequences were produced in this study. The results showed that negative selection is the main evolutionary force that affects nucleotide diversity and rates of evolution of IBDV. In addition, phylogeographic analysis of VP2 suggests that IBDV isolates were introduced in Brazil by at least three events of viral introduction.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic