柞蚕NPV多角体膜蛋白类似基因的克隆和序列分析

为探明柞蚕核型多角体病毒(Anthraea pernyi nucleopolyhedrovirus,ApNPV)基因组信息,从柞蚕尸体中分离纯化ApNPV,提取其基因组DNA,分别建立ApNPV DNA的HindⅢ和SalⅠ酶切片段文库。对插入片段进行测序,经过同源性分析发现,在2．9kb的SalⅠ片段上包含1个多角体膜蛋白类似基因,其读码框编码289个氨基酸,是一个晚期表达基因。氨基酸同源性比较的结果表明,ApNPV的多角体膜蛋白基因与云杉卷叶蛾(Choristioneure fumiferana)NPV的同源性较高,达91．7%,而与家蚕(Bombyx mori)NPV及苜蓿尺蠖(Autographa califorlica)MNPV的同源性较低,分别为65．1%和63．0%。该结果说明ApNPV与CfNPV在进化关系上较近,而与BmNPV和AcNPV在进化关系上较远。比较多种核型多角体病毒的多角体膜蛋白和多角体蛋白的氨基酸序列发现,这两种多角体结构蛋白的同源性具有相似的变化趋势。     

柞蚕核型多角体病毒odv-e56基因的克隆与分析

为获得柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyinucleopolyhedrovirus,ApNPV)基因组序列,采用随机克隆方法,建立ApNPV的质粒基因文库,并通过对插入片段进行克隆鉴定和序列分析,获得了编码包涵体衍生型病毒特异囊膜蛋白基因odv-e56。该基因上游具有晚期调控保守序列TTAAG,是一个晚期表达基因,阅读框为1125bp,共编码374个氨基酸。核苷酸和氨基酸同源性比较结果表明:ApNPV的odv-e56基因与黄杉毒蛾多角体病毒(OpNPV)和云杉卷叶蛾核型多角体病毒(CfNPV)的同源性较高,而与松树小叶蜂核型多角体病毒(NlNPV)和松环螺旋多角体病毒(NsNPV)的同源性最低。由此认为,杆状病毒科的odv-e56基因在进化上存在两种进化方式:一类以点突变为主,基因长度变化不明显;另一类突变以小片段的碱基增减为特征。     

蓖麻蚕核型多角体病毒p6.9基因的克隆及序列分析

基于丰富蓖麻蚕核型多角体病毒(Philosamia cynthia ricininucleopolyhedrovirus,PcrNPV)分子信息的目的,对PcrNPV DNA部分片段进行了测序分析,获得1个DNA结合蛋白基因p6.9的完整序列。该基因的读码框由240个核苷酸组成,编码79个氨基酸,分子质量约为9.8 kD,转录起始位点ATG侧翼序列符合Kozak规则,其上游34bp处具有晚期基因转录的保守起始序列taag,表明该基因为晚期表达基因。将PcrNPV与12种昆虫核型多角体病毒P6.9蛋白氨基酸序列作同源性比较的结果显示:PcrNPV P6.9蛋白氨基酸序列与家蚕(Bombyx mori)NPV P6.9的同源性为59%,与柞蚕(Antheraea pernyi)NPV的同源性为100%,表明PcrNPV与ApNPV的亲缘关系很近。     

基于BmNPV DNA聚合酶基因对昆虫杆状病毒系统进化的分析

将家蚕核型多角体病毒DNA聚合酶基因与2009年3月前完成全基因组测序的49种杆状病毒DNA聚合酶基因进行核苷酸序列和氨基酸序列的同源性比较分析，并建立基于氨基酸序列的系统进化树。结果显示，该系统进化树支持将杆状病毒分为鳞翅目核型多角体病毒、鳞翅目颗粒体病毒、膜翅目杆状病毒和双翅目杆状病毒的最新建议分类系统，且BmNPV与其他大多数核型多角体病毒同源性较高，属于鳞翅目Group I NPVs，与AcMNPV、PlxyNPV亲缘关系最近。     

ApNPV编码的DNA单链结合蛋白基因lef-3的克隆与分析

用随机克隆法,克隆得到了柞蚕核型多角体病毒(Antheraeapernyinucleopolyhedrovirus,ApNPV)PstⅠ和XhoⅠ片段,经序列分析表明,该片段含有完整的晚期表达因子3(lef3),与其它来源的lef3基因具有很高的同源性。ApNPVlef3基因的阅读框为1110bp,编码369个氨基酸,编码一种DNA单链结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)。lef3基因参与病毒DNA复制,是病毒DNA复制必不可少的蛋白质因子。LEF3的N-端有一个氨基酸保守序列区,推测此氨基酸序列保守区是LEF3的主要功能区。在lef3基因上游的互补序列有一编码127个氨基酸序列的不完全阅读框,根据同源性比较,此阅读框与黄杉毒蛾核型多角体病毒(Orgyiapseudotsugatanucleopolyhedrovirus,OpNPV)的ORFs73编码相似的基因,而在该片段的3′端其序列与近缘种OpNPV和云杉卷叶蛾多角体病毒(Choristoneurafumiferananucleopolyhedrovirus,CfNPV)没有同缘性,显示了ApNPV基因组结构有其固有的特点。     

家蚕核型多角体病毒酪氨酸蛋白磷酸酯酶基因核苷酸序列分析

从家蚕核型多角体病毒中国镇江株 (BmNPV ZJ)基因组DNA中克隆出酪氨酸蛋白磷酸酯酶基因 (ptp) ,该基因的编码部分由 5 0 7个核苷酸组成 ,其中A为 16 3、C为 99、G为 113、T为 132 ,G +C含量约为 4 2 %。根据其核苷酸序列推演的蛋白质由 16 8个氨基酸残基组成 ,其中含有酪氨酸蛋白磷酸酯酶催化活性区的 11个氨基酸“HC”基序。该基因与苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒 (AcMNPV)ptp和BmNPV T3株 (日本 )的ptp核苷酸序列的同源性分别为 96 8%和 98 2 %。BmNPV ZJ酪氨酸蛋白磷酸酯酶 (BmNPV ZJPTPase)的氨基酸全序列与AcMNPV、BmNPV T3、芹菜夜蛾核型多角体病毒 (AfMNPV)PTPase和黄杉毒蛾核型多角体病毒 (OpMNPV)PTPase 1的氨基酸全序列的同源性分别为 97%、97 6 %、96 %和 6 0 % ,而与OpMNPVPTPase 2的同源性仅为 2 0 %。在NCBI数据库中查找BmNPV ZJPTPase的同源性序列 ,查找到的 5 99381个序列中发现至少有 14种mRNA加帽酶其N端部分存在PTPase催化活性区的“HC”基序 ,但其氨基酸全序列的同源性只有 31%～ 32 %。该基因序列已被GenBank数据库收录 ,登录号为AF316 871     

蓖麻蚕核型多角体病毒解旋酶基因的克隆和序列分析

为了解柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyinucleopolyhedrovirus,ApNPV)和蓖麻蚕核型多角体病毒(Philosamia cynthia riciniNPV,PcrNPV)在感染性及基因水平上的差别,克隆了PcrNPV解旋酶基因helicase,对该基因进行了测序及同源性分析。感染性试验表明,ApNPV对柞蚕和蓖麻蚕的感染率分别为78%和57%;而PcrNPV对蓖麻蚕的感染率为79%,但几乎不感染柞蚕。对PcrNPVhelicase分析的结果表明,该基因长度为3 639 bp,编码1 212个氨基酸(登录号:EU143371)。基因的同源性分析表明,PcrNPVhelicase与ApNPVhelicase的同源性最高,达98.6%,与苜蓿银纹夜蛾NPV(Autographa califorlicaNPV,AcNPV)helicase和家蚕NPV(BombyxmoriNPV,BmNPV)helicase的同源性最低,分别为58%和58.8%。PcrNPV和ApNPV的helicase基因7个保守功能域上的氨基酸序列均相同,仅在靠近DNA结合区螺旋-转角-螺旋结构处的第974位上有1个氨基酸不同,推测该位点可能与宿主域范围有关。     

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     

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。     

柞蚕NPV核多角体蛋白基因核苷酸序列分析及其mRNA转录起始点的确定

采用DNA双脱氧法,对所克隆的载有ApNPV核多角体蛋白基因片段进行了核苷酸序列分析,并与AcNPV和BmNPV核多角体蛋白基因序列进行了比较。结果表明,ApNPV核多角体蛋白结构基因由735个核苷酸编码序列(编码245个氨基酸)组成,其序列与AcNPV和BmNPV的核多角体蛋白基因编码序列相比同源性较高,分别为79.6％和81.6％;但其5′端和3′端两侧翼序列与AcNPV和BmNPV相比差异显著,特别是控制该基因表达的5′端启动子部分调控序列(nt—2～—61):AcNPV与BmNPV完全相同,而ApNPV在此区域却有20个核苷酸序列发生变异,并且在对该基因表达起决定性作用的8个高度保守核苷酸序列(nt—44～—51),有两处发生自然突变。经核苷酸序列推测出的ApNPV核多角体蛋白氨基酸序列与AcNPV、BmNPV核多角体蛋白氨基酸序列的差异,同其三者之间的核苷酸序列的差异的比率降低10％。采用引物延伸法,对ApNPV核多角体蛋白mRNA转录起始点进行了测定,确定其位于该基因调控序列12个核苷酸高保守区的nt—50位点与AcNPV相似。     

柞蚕核型多角体病毒ptp-1、ptp-2基因序列比较及转录分析

柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyinucleopoly hedrovirus,ApNPV)是柞蚕脓病病原,有关ApNPV的分子生物学研究可为病害综合防治提供理论依据。对ApNPVptp-1、ptp-2基因序列特性进行计算机辅助分析,并就其转录特性进行RT-PCR分析。结果表明:ApNPVptp-1、ptp-2基因均具有早期基因序列特性,但在柞蚕蛹体内这2个基因分别于感染后72、96 h开始转录,属于杆状病毒晚期基因家族。只有部分鳞翅目杆状病毒编码ptp-1、ptp-2基因同源区,非鳞翅目杆状病毒不编码ptp-1、ptp-2基因同源区,而ApNPV为鳞翅目杆状病毒,同时编码ptp-1、ptp-2基因同源区。PTP-1、PTP-2蛋白氨基酸序列中均含有双特异性蛋白磷酸酶(DSPc)结构域和酪氨酸特异性蛋白磷酸酶结构域,但在杆状病毒生命周期中,这2个蛋白是否具有相同的功能尚不清楚。     

柞蚕核多角体病毒lef-12基因序列及转录分析

为加强柞蚕核多角体病毒 （Altthraea pernyi nucleopolyhedrovirus, ApNPV ）的分子基础研究,对ApNPV lef-12基因进行序列及转录分析。ApNPV lef-12基因长516个核苷酸,编码171个氨基酸,预测分子质量19．0kD。ApNPV lef-12基因5′端非编码区含有杆状病毒晚期基因启动子模序（ATAAG）,但终止密码子（TAG）下游没有典型的多聚腺苷酸信号（AATAAA）。PSI-BLAST表明18种鳞翅目NPV编码ApNPV LEF-12同源蛋白：ApNPV LEF-12蛋白与类群INPV LEF-12的氨基酸一致性高于其与类群ⅡNPV LEF-12的氨基酸一致性。ApNPV LEF-12蛋白及与其关系较近的同源蛋白的有效密码子数较低。转录分析表明,ApNPV lef-12基因属晚期表达基因。     

柞蚕核型多角体病毒PCR检测方法的建立

为了建立柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus,ApNPV)的早期检测技术,采用NCBI提供的BLAST软件在线检索ApNPV特异基因ORF142的序列后设计引物AP1,对ApNPV基因组DNA进行PCR扩增,得到约130 bp的片段,最低检测量为0.5 fg/mL病毒DNA。分别以感染ApNPV的柞蚕幼虫总DNA和ApNPV多角体悬液为模板,相同扩增条件下可扩增出大小一致的一条特异性片段,最低检测量分别为1 fg/mL幼虫总DNA和20～25 PIBs/mL ApNPV多角体。以柞蚕4龄幼虫为材料,人工模拟感染ApNPV后取幼虫血淋巴为检测物可以直接检出ApNPV,当添毒量为2.3×108PIBs/mL时,添毒36 h后即可检出,且病毒感染后的检出时间与添毒浓度呈正相关。采用该方法的检测过程只需3 h,快速而方便。