東方粘蟲顆粒體病毒和斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ基因組全序列分析.pdf

1、桿狀病毒是已知昆蟲病毒中最大的類群，呈桿狀，僅感染無脊椎動物，具有大的雙鏈，共價閉合，環(huán)狀的DNA基因組。桿狀病毒基因組的測序和分析對于我們理解基因功能和它們的進化是非常重要的，正是由于已經(jīng)有大量的桿狀病毒基因組已經(jīng)被測序，方便了我們對病毒基因組的進一步的了解而進行詳細的比較分析。本研究主要對兩種桿狀病毒：東方粘蟲顆粒體病毒(PsGV)和斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ(SpltNPVⅡ)基因組進行序列測定和分析。 1.PsGV和Spl

2、tNPVⅡ的形態(tài)學特性根據(jù)包涵體形態(tài)的不同，將桿狀病毒分為NPVs和GVs兩類，NPVs的包涵體呈多角體形，內有多個病毒粒子，而GVs的包涵體呈顆粒體形，內只有一個病毒粒子。 通過掃描電鏡可以觀察到純化的PsGV的包涵體形狀規(guī)則，大小比較均一，長度約為0.5μM，直徑為0.3μM。通過透射電鏡可以觀察到每個包涵體內部有一個桿狀病毒粒子，長約310nm，寬約40nm，每個病毒粒子內只有一個核衣殼。 通過掃描電鏡可以觀察到純

3、化的SpltNPVⅡ的包涵體形狀不太規(guī)則，大小也不均一，直徑約1.3μM。在透射電鏡下可以觀察到每個包涵體內部有多個桿狀病毒粒子，長約260nm，寬約50nm，每個病毒粒子內含有多個核衣殼。 2.PsGV的基因組全序列分析測定了東方粘蟲顆粒體病毒病毒(PsGV)基因組全序列，PsGV基因組大小為176,677bp，是目前已經(jīng)測序的桿狀病毒基因組中僅次于XecnGV的第二大基因組。其G+C含量為39.79％，編碼183個ORFs，

4、每個ORFs大小為150核苷酸或以上，并且與其它ORF具有最小的重疊。與已經(jīng)測序的AcMNPV、XecnGV和HearGV基因組進行了比較，發(fā)現(xiàn)PsGV與XecnGV和HearGV基因組具有很高的序列相似性和共線性，而且這三個基因組均有9個hrs，它們的結構以及在基因組中的位置都非常保守。在183個預測的ORFs中有69個與AcMNPV具有同源性，占整個基因組的37.7％；有166和169個ORFs分別與XecnGV和HearGV具有同

5、源性，分別占整個基因組的90.7％和92.3％。PsGV與XecnGV和HearGV的同源基因的氨基酸相似性為79％，遠遠高于與AcMNPV同源基因的相似性(34％)。除了PsGV基因組特有的7個ORFs以外，還確定了12個bro基因、2個helicase基因和3個enhancin基因。在PsGV基因組中有兩個完全一致的反向互補的重復基因(ORF39和49)，并通過PCR擴增進行了驗證。 通過質譜分析，在PsGV(OB)中鑒定了

6、12個顆粒體組成蛋白，包括6個ODVs特異性蛋白組分和1個ODVs和BVs共有的蛋白組分。其中ORF174由于它的功能至今未見報道，從本研究結果可以判定其屬于一種新的顆粒體組成蛋白。 3.SpltNPVⅡ的基因組全序列分析測定和分析了斜紋夜蛾核型多角體病毒(SpltNPVⅡ)基因組全序列，表明這是一個新的桿狀病毒。該基因組大小為148,634bp，G+C含量為45％，編碼149個ORFs，每個ORFs大小為150核苷酸或以上，并

7、且與其它ORF具有最小的重疊。其中141個ORFs(94.6％)與其它的桿狀病毒具有一定的同源性，包括97個與AcMNPV同源，96個與SpltNPVⅠ同源，133個與SeMNPV同源，這些同源基因的氨基酸相似性分別為41.4％、44.6％和76.5％。在SpltNPVⅡ基因組中有8個特有的ORFs和7個hrs。除了2個bro基因以外，在SpltNPVⅡ基因組中還有2個重復的ORFs：p26和odv-e56，系統(tǒng)進化分析結果表明這兩個基

8、因的每個重復的來源都不同。 SpltNPVⅡ和SpltNPVⅠ是從相同的宿主分離到的兩種桿狀病毒，對它們的基因組進行了比較，包括基因組大小、ORFs數(shù)目、G+C含量、基因內容、基因順序和氨基酸序列相似性，發(fā)現(xiàn)它們之間存在非常顯著的差異。結合之前的殺蟲效果和限制性酶切圖譜分析結果(與蘇州大學朱江教授交流)，認為SpltNPVⅡ是一種不同于SpltNPVⅠ的新病毒。 4.PsGV和SpltNPVⅡ的系統(tǒng)進化分析迄今為止，已知

9、有45種桿狀病毒的基因組全序列進行了測定，它們共有29個保守的基因，被認為是桿狀病毒的核心基因，這些基因通常編碼最基本的功能。本研究建立了基于這29個核心基因的氨基酸序列按照一定的順序連接后的系統(tǒng)進化樹，這個進化樹支持了將桿狀病毒分為鱗翅目NPVs、鱗翅目Gvs、膜翅目桿狀病毒和雙翅目桿狀病毒的最新建議分類系統(tǒng)，其中鱗翅目NPVs又分為GroupⅠ和GroupⅡ。根據(jù)這個系統(tǒng)進化樹，PsGV屬于鱗翅目GVs，PsGV與HearGV和Xe