BmNPV的PK基因和杆状病毒PK基因的进化分析

家蚕核型多角体病毒镇江株（BmNPVZJ8）蛋白激酶（BmvPK－1）基因编码区含828个核苷酸,可编码推测分子量为32kD的多肽。应用GCG程序分析表明BmvPK－1与AcMNPV的PK－1相似性最高,两者氨基酸序列相似性达95.2％。比较同时表明,BmvPK-1氨基酸序列与其它生物Ser／ThrPK的催化结构域有很高的同源性,与人的HSPKCE,果蝇的dPKC98F和酵母的TPK1的催化结构域分别有31．1％、32．3％和31.2％的相似性。在PK的进化树中,杆状病毒PK是一独立进化的分枝,BmvPK-1与PK－1进化距离最近,而HavPK则与HzSNPV的PK距离最近。     

家蚕核型多角体病毒碱性磷酸酶基因(alk-exo)与杆状病毒的分子进化分析

基于为杆状病毒分类提供新的依据,克隆了家蚕核型多角体病毒苏州株(BmNPV-SU)碱性核酸酶基因(alk-exo)及其侧翼区,并进行序列和进化分析。BLAST检索显示,BmNPV-SUalk-exo上游的部分ORF109序列仅在AcNPV、RoNPV中检索到同源序列;下游区域在AcNPV、RoNPV、SlNPV的基因组中检索到同源序列。序列分析表明,BmNPV-SU的alk-exo基因编码420个氨基酸残基,下游区域存在2个正向的重复。比对结果分析显示,在22种杆状病毒中,alk-exo基因间核苷酸序列和氨基酸序列的同源性不高,变异较大。同时,利用MEGA软件包中的UMEGA算法建立了基于alk-exo基因的分子进化系统树,表明通过杆状病毒的进化可以反映宿主昆虫的进化,杆状病毒与其宿主昆虫之间存在共进化关系。     

杆状病毒p35基因序列与分子进化

本文对家蚕核多角体病毒(BomoNPV)、苜蓿银纹夜蛾核多角病毒(AucaNPV)、斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpliNPV)、粘虫核型多角体病毒(LeseNPV)、美国白蛾核型多角体病毒(HycuNPV)和薄荷灰夜蛾核型多角体病毒(RaouNPV)6类杆状病毒的p35基因进行序列比对和进化分析。结果显示,LeseNPV、AucaNPV、SpliNPV、RaouNPV、BomoNPVp35基因核苷酸序列之间同源性在78%￣100%之间,氨基酸间的同源性在58%￣100%之间,总体上p35基因在进化上具有保守性;Chou-Fasman法对蛋白2级结构的预测结果显示,不同杆状病毒P35蛋白的2级结构在总体上具相似性,但在某些区域显示明显的差异,这种差异也许是导致P35抗凋亡活性不同的原因。Neighbor-Joining算法建立了基于p35基因的分子进化系统树,结果显示:LeseNPV处于无根树的最根部,与其它NPV相距较远,AucaNPV、SpliNPV、RaoumuNPV各自形成独立的分枝,BomoNPV与HycuNPV形成独立的1组;12种不同来源的BomoNPVp35基因的系统进化分析显示,BomoNPV基本上按采集地聚类。     

家蚕核多角体病毒DNA聚合酶基因的克隆

从家蚕核多角体病毒（ＢｍＮＰＶ）基因组中克隆了完整的ＢｍＮＰＶＤＮＡ聚合酶基因。详细的限制性内切酶酶谱分析表明：ＢｍＮＰＶＤＮＡ聚合酶基因的限制性内切酶图谱与苜蓿尺蠖核多角体病毒（ＡｃＭ－ＮＰＶ）ＤＮＡ的聚合酶基因图谱完全一致，且在基因组中的位置亦相似。ＤＮＡ聚合酶基因的部分测序结果显示：ＢｍＮＰＶ与ＡｃＭＮＰＶ的ＤＮＡ聚合酶有高度的同源性，远高于ＡｃＭＮＰＶ和舞毒蛾核多角体病毒（ＬｄＭＮＰＶ）两者的ＤＮＡ聚合酶间的同源性，说明ＡｃＭＮＰＶ和ＢｍＮＰＶ间的亲缘关系比ＬｄＭＮＰＶ要近，从分子进化的角度来看，用表型性状进行杆状病毒科属以下的分类似乎并不适宜。     

利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统在家蚕中表达人生长素

人生长素是由腺垂体分泌的一种在人体生长、发育及代谢中发挥重要作用的激素,具有广泛的生理作用。利用家蚕核型多角体病毒(BmNPV)Bac-to-Bac表达系统,将人生长素基因(hgh)克隆到杆状病毒转移载体pFastBacHTb,通过细菌转座子原理,转化BmDH10Bac细胞,获得重组穿梭载体质粒Bacmid-hgh,并将其转染家蚕BmN细胞,获得含有hgh的重组杆状病毒。将此重组病毒感染家蚕BmN细胞,收集重组病毒液并穿刺接种家蚕5龄起蚕,3 d后观察到家蚕感染了杆状病毒的症状,并通过SDS-PAGE和Western blotting方法在家蚕血液中检测到分子质量约20 kD的目的蛋白,表明人生长素通过Bac-to-Bac系统在家蚕体内获得了表达。     

BmNPV病毒的P10基因研究进展

家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus,BmNPV）是一种杆状病毒，而P10基因是杆状病毒的一种晚期高交表达基因。为了进一步了解P10基因在家蚕作为外源表达载体中的作用，现对国内外在BmNPV的P10基因方面的研究进行综述，以提高对P10基因的应用。     

家蚕杆状病毒半胱氨酸蛋白酶基因的序列分析及表达

通过PCR扩增技术克隆了家蚕核型多角体病毒 (BombyxmoriNuclearPolyhedrosisVirus ,BmNPV)ZJ8株的半胱氨酸蛋白酶 (cysteineproteinase ,CP)基因 (BmNPVZJ8 CP)。序列分析表明 ,该蛋白酶基因的ORF为 972个核苷酸 ,编码 32 3个氨基酸。同源性分析表明 ,BmNPVZJ8 CP在DNA水平上与其它来源的CP具有较高的同源性 ,根据已知的杆状病毒半胱氨酸蛋白酶序列构建了该基因的进化树 ,发现BmNPVZJ8 CP与人的木瓜蛋白酶超家族的CP在同一进化分支上 ,与BmNPV T3株、AcNPV的半胱氨酸蛋白酶基因的核苷酸同源性最高。该基因在大肠杆菌中表达的产物对大肠杆菌具有生理毒性 ,从而限制了该基因的表达。     

从野桑蚕分离的NPV与BmNPV、ApNPV间的RAPD分析

将野外收集的野桑蚕核型多角体病毒(w-BmNPV)进行空斑筛选,纯化后的病毒通过碱裂解法抽提基因组DNA,以家蚕核型多角体病毒(BmNPV)和柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)的基因组DNA为对照,用随机引物进行PCR扩增。结果表明:野桑蚕分离的NPV和BmNPV、ApNPV间存在较大的差异性,通过版本为1.3b的Treecomw软件分析,野桑蚕体内的NPV和BmNPV的同源关系较近,而与ApNPV的同源关系较远。     

昆虫杆状病毒作为外源基因表达载体的应用

1 昆虫杆状病毒的分子生物学研究 昆虫核型多角体病毒属于杆状病毒科,这类病毒具有双链超螺旋大分子DNA,能感染数百种昆虫.     

广西地区家蚕品种资源对BmNPV抵抗性的初步调查

以广西地区现有的84个家蚕品种品系为材料,于2龄起蚕经口接种BmNPV,调查不同品种品系对BmN-PV经口感染的抵抗性。结果表明:不同蚕品种间对BmNPV经口感染的抵抗性存在显著差异,供试品种中7532(B)的发病率最低,为21.46%;Z6、中黄4、9497等品种的发病率高达100%;发病率55%以下的品种中绝大多数为日系品种;同一品种不同品系间的抵抗性也有一定的差异。研究结果可为进一步选育抗性品种提供依据。     

利用BmNPV多角体包埋外源蛋白的观察

家蚕核型多角体病毒在感染晚期大量表达产生多角体蛋白,并形成结构致密的超大分子蛋白质晶体,以有效保护内部包埋的病毒粒子,保证子代病毒的传播。借鉴多角体包埋病毒粒子的原理,观察到多角体也能将外源蛋白质固定入多角体内部。利用能形成多角体的BmNPV Polh+Bac-to-Bac表达系统构建的含有绿色荧光蛋白(EGFP)的重组病毒能在表达、产生正常多角体的同时也表达EGFP蛋白。共聚焦分析表明,该重组病毒感染后形成的多角体能够发射绿色荧光。被包埋的EGFP蛋白放置1个月后仍能检测到绿色荧光,干燥处理30min后仍能检测到荧光。由此说明将多角体与外源基因同时表达,多角体中会包埋外源蛋白,且能较长时间保存外源蛋白的生物活性。这一现象为解决蛋白质长期保存提供了新思路,对于开发含有毒素蛋白的新型生物杀虫剂也有很好的参考意义。     

家蚕核型多角体病毒几丁质酶基因

序列分析表明 :家蚕核型多角体病毒苏州株 (BmNPVsu)编码的ChiA基因的ORF为 16 5 6个核苷酸 ,编码 5 5 1个氨基酸。同源性分析表明 :杆状病毒编码的ChiA基因在DNA水平上、氨基酸水平上都具有较好的同源性 ,与灵菌的ChiA在氨基酸水平上的同源性达 47 8%～ 5 8 5 % ,推测杆状病毒编码的ChiA基因由细菌通过基因的水平转移而来。在杆状病毒ChiA的系统树中 ,舞毒蛾核型多角体病毒 (LdNPV)为一单独分枝 ,处于进化树的最根部 ,其余可分 2组 ,其中棉铃虫核型多角体病毒 (HaNPV)ChiA、谷实夜蛾核型多角体病毒 (HzNPV)ChiA为一组 ,其它杆状病毒的ChiA构成了第二组     

杆状病毒表达载体系统研究进展

杆状病毒(Baculovirus)是一类超大双链环状DNA分子(约135kbp),因其成员的病毒体呈杆状而得名.这类病毒主要见于昆虫体内,是已知昆虫病毒中类群最大、发现最早、研究最多且实用意义很大的昆虫病毒.其代表型苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa Californica Nuclear Polyhedrosis Virus,AcMNPV)研究得最为深入.80年代初,国外学者发现多角体蛋白基因(polh)的强启动子及晚期大量表达的特性,Smith等首次建立了AcMNPV/秋黏虫细胞(spodoptera frugiperda,sf)表达系统,表达了人β干扰素.从此,以杆状病毒作为载体,在昆虫细胞或虫体内表达外源基因,形成了昆虫杆状病毒表达载体系统(Baculovirus Expression Vector System,BEVS).早期的BEVS有很多不足,如重组率较低、筛选困难、操作周期长、产物不易纯化等.短短20多年时间里,随着杆状病毒分子生物学研究的不断深入,杆状病毒表达系统迅速发展,不断完善,已成为当今基因工程领域四大表达系统之一,在研究基因表达调控、蛋白质结构和功能分析及各种生物活性物质的制备等方面发挥着越来越重要的作用.     

BmNPV半胱氨酸蛋白酶基因的核苷酸序列研究

对家蚕核型多角体病毒苏州株（BmNPVsu）光胱氨酸蛋白酶基因（CP）的序列分析表明,该基因读码框为972个核苷酸,编码323个氨基酸。同源性分析表明,BmNPVsu的CP与首蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（AcNPV）、美国白蛾核型多角体病毒（HcNPV）、云杉卷叶蛾核型多角体病毒（CfNPV）、黄杉毒蛾核型多角体病毒（OpNPV）、舞毒蛾核型多角体病毒（Ld-NPV）在DNA水平上的同源性分别为96.5％、76.2％、74.9％、72.7％、62.9％;在氨基酸水平上的同源性分别为96.9％、77.1％、79.3％、77.1％、65.6％。BmNPV CP的氨基酸序列与不同来源的木瓜蛋白酶超家族的CP也具有较高的同源性,特别与 Trpanosoma brucei的CP具有较高的一致性,达32％。在组织蛋白酶B、H、L、S以及木瓜蛋白酶的36个保守氨基酸残基中有31种出现在BmNPVsu的CP中,BmNPVsu CP同其它杆状病毒CP一样,可看作木瓜蛋白酶超家族成员。     

化学诱变的BmNPV对家蚕细胞和虫体感染性的初步研究

前文报道化学诱变剂对家蚕核型多角体病毒 (BmNPV)多角体形态有明显的诱变作用 ,诱变的BmNPV基因组对某些限制性内切酶的酶切电泳谱发生变化。本文研究进一步表明 :诱变BmNPV感染家蚕Bm N细胞的病变特征与对照相比没有明显不同 ,但形成不定形超大多角体的空斑时间延迟2～ 3d;诱变BmNPV感染家蚕幼虫后 ,病蚕体内各组织病变损害的感染程度 (易感性 )与对照基本相同。研究结果提示 ,诱变的BmNPV对家蚕培养细胞、虫体组织的感染性无显著变化     

家蚕BmVNCP基因表达与BmNPV感染增殖相关性的鉴定分析

为解析家蚕AN品系高抗BmNPV的分子机制,采用家蚕抗性品系AN与易感品种C108杂交及多代回交,结合累代BmNPV攻毒选择,构建了高抗BmNPV的近等基因系C108＿AN;在5龄起蚕经口添食BmNPV多角体1×10⁸ mL^-1悬浊液浸渍桑叶对C108及C108＿AN攻毒,对感染后12、24、36、48、60 h的中肠组织进行转录组测序发现,C108＿AN样本中检出BmNPV基因个数与表达量均大幅减少,病毒虽然能够侵染但不能完成复制;转录组中编码230 aa的家蚕病毒核衣壳蛋白基因(命名为BmVNCP)在C108＿AN样本中显著高表达,表明与BmNPV抗性可能具有关联性。在BmN细胞中过表达BmVNCP基因可以抑制BmNPV的增殖,在BmN细胞中进行靶向BmVNCP的CRISPR/Cas9基因编辑,未能观察到BmNPV增殖和vp39基因表达的稳定增加;BmN细胞内过表达BmVNCP基因可以明显提高宿主IMD信号通路中Dredd基因的表达水平,对FADD基因转录水平无影响,PGRP-LB和PGRP-LF基因表达量极低以致qRT-PCR无法检出。...     

不同地区BmNPV对家蚕致死中量的比较研究

收集了8种不同地区的BmNPV,经纯化后,配制成实验浓度10~7个多角体/ml,然后按10倍梯度稀释成5级浓度,分别添食三龄起蚕,每24h调查一次,统计其发病头数,计算发病率,用几率值法求出不同地区Bm-NPV对家蚕的致死中量LC50,比较其致死中量的大小,推断不同地区的家蚕核型多角体病毒对家蚕的致病力由强到弱顺序是:Z-BmNPV>T-BmNPV>A-BmNPV>G-BmNPV>S-BmNPV>X-BmNPV>W-BmNPV>E-BmNPV。     

昆虫质型多角体病毒与杆状病毒多角体的结构比较

依据已有的研究结果,分析比较昆虫质型多角体病毒和杆状病毒多角体的结构差异。2种病毒都产生多角体,其中质型多角体病毒多角体的原子结构展现一个错综复杂的三聚体组装,即通过多角体蛋白分子突出的N-端螺旋臂互相连接在一起;杆状病毒和质型多角体病毒的多角体晶体相似,蛋白序列的N-末端也是α-螺旋。由此表明这2种病毒的多角体蛋白及其共同结构基础具有同源性。但一些研究表明质型多角体病毒和杆状病毒的多角体基础分子组织形成不同。尽管这2种病毒多角体含有相近的结构单位及共有对称方式,但是多角体分子在结构上差别较大,在晶体内的组装形式也不同,特别是二硫键和N-端区域的区域交叉使杆状病毒多角体的晶体构造稳定坚固,C-端臂使其结构单位相互连接在一起。有研究表明N-末端螺旋突出臂在杆状病毒和质型多角体病毒中也具有不同的结构功能,但目前并没有结构方面的证据证明这2种病毒多角体具有共同的进化起源。     

家蚕核型多角体病毒(BmNPV)lef-11基因在病毒感染宿主细胞中的表达特征

杆状病毒晚期表达因子(late expression factor,LEF)是参与病毒基因组DNA复制和病毒基因转录调控的一个重要家族,该家族成员LEF-11为13 k D的小分子蛋白质。通过比对目前已经测序的63种杆状病毒基因组序列,发现LEF-11的编码基因lef-11在除宿主为双翅目昆虫的Cuni NPV外的所有杆状病毒基因组中都存在,暗示lef-11基因可能在包括家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,Bm NPV)在内的杆状病毒复制过程中行使重要功能。通过RT-PCR检测和Western blotting分析lef-11基因及其编码蛋白质在Bm NPV侵染的家蚕卵巢培养细胞Bm N中的转录与表达时相,其转录本从侵染后6h开始持续表达,蛋白质从侵染后12 h开始持续表达。当利用DNA聚合酶特异抑制剂阿非迪霉素(aphidicolin)阻断Bm NPV病毒基因组DNA复制之后检测LEF-11的表达受到抑制,暗示LEF-11的表达起始于病毒DNA复制之后。以上结果表明:BmNPV lef-11基因在杆状病毒中非常保守,是一个晚期表达基因,可能不直接参与病毒的起始复制,而是参与病毒的大规模复制过程。