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(dòng)物，具有大的雙鏈，共價(jià)閉合，環(huán)狀的DNA基因組。桿狀病毒基因組的測(cè)序和分析對(duì)于我們理解基因功能和它們的進(jìn)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(cè)序，方便了我們對(duì)病毒基因組的進(jìn)一步的了解而進(jìn)行詳細(xì)的比較分析。本研究主要對(duì)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(jìn)行序列測(cè)定和分析。 1.PsGV和Spl

2、tNPVⅡ的形態(tài)學(xué)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(nèi)有多個(gè)病毒粒子，而GVs的包涵體呈顆粒體形，內(nèi)只有一個(gè)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(zhǎng)度約為0.5μM，直徑為0.3μM。通過透射電鏡可以觀察到每個(gè)包涵體內(nèi)部有一個(gè)桿狀病毒粒子，長(zhǎng)約310nm，寬約40nm，每個(gè)病毒粒子內(nèi)只有一個(gè)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(gè)包涵體內(nèi)部有多個(gè)桿狀病毒粒子，長(zhǎng)約260nm，寬約50nm，每個(gè)病毒粒子內(nèi)含有多個(gè)核衣殼。 2.PsGV的基因組全序列分析測(cè)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(cè)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(gè)ORFs，

4、每個(gè)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(cè)序的AcMNPV、XecnGV和HearGV基因組進(jìn)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(gè)基因組均有9個(gè)hrs，它們的結(jié)構(gòu)以及在基因組中的位置都非常保守。在183個(gè)預(yù)測(cè)的ORFs中有69個(gè)與AcMNPV具有同源性，占整個(gè)基因組的37.7％；有166和169個(gè)ORFs分別與XecnGV和HearGV具有同

5、源性，分別占整個(gè)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于與AcMNPV同源基因的相似性(34％)。除了PsGV基因組特有的7個(gè)ORFs以外，還確定了12個(gè)bro基因、2個(gè)helicase基因和3個(gè)enhancin基因。在PsGV基因組中有兩個(gè)完全一致的反向互補(bǔ)的重復(fù)基因(ORF39和49)，并通過PCR擴(kuò)增進(jìn)行了驗(yàn)證。 通過質(zhì)譜分析，在PsGV(OB)中鑒定了

6、12個(gè)顆粒體組成蛋白，包括6個(gè)ODVs特異性蛋白組分和1個(gè)ODVs和BVs共有的蛋白組分。其中ORF174由于它的功能至今未見報(bào)道，從本研究結(jié)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(cè)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(gè)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(gè)ORFs，每個(gè)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(gè)ORFs(94.6％)與其它的桿狀病毒具有一定的同源性，包括97個(gè)與AcMNPV同源，96個(gè)與SpltNPVⅠ同源，133個(gè)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(gè)特有的ORFs和7個(gè)hrs。除了2個(gè)bro基因以外，在SpltNPVⅡ基因組中還有2個(gè)重復(fù)的ORFs：p26和odv-e56，系統(tǒng)進(jìn)化分析結(jié)果表明這兩個(gè)基

8、因的每個(gè)重復(fù)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(duì)它們的基因組進(jìn)行了比較，包括基因組大小、ORFs數(shù)目、G+C含量、基因內(nèi)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(jié)合之前的殺蟲效果和限制性酶切圖譜分析結(jié)果(與蘇州大學(xué)朱江教授交流)，認(rèn)為SpltNPVⅡ是一種不同于SpltNPVⅠ的新病毒。 4.PsGV和SpltNPVⅡ的系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)行了測(cè)定，它們共有29個(gè)保守的基因，被認(rèn)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(gè)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(jìn)化樹，這個(gè)進(jìn)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(gè)系統(tǒng)進(jìn)化樹，PsGV屬于鱗翅目GVs，PsGV與HearGV和Xe