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。     

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。     

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。     

体外培养蓖麻蚕蛹精巢组织细胞对核型多角体病毒的敏感性分析

为开展核型多角体病毒与宿主互作关系的研究,建立蓖麻蚕(Philosamia cynthia ricini)细胞体外扩增体系,分析其对不同核型多角体病毒的敏感性差异。采用剪切分离后的蓖麻蚕蛹精巢组织材料,将分散的细胞在TNM-FH培养基中经数月换液培养后,获得了扩增的蓖麻蚕蛹精巢细胞系(BMC1)。BMC1的倍增时间约为65h。病毒的感染性实验表明:BMC1细胞对苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcNPV)比较敏感,在感染的细胞中可以明显地观察到多角体;家蚕核型多角体病毒(BmNPV)的多角体蛋白基因启动子可以在BMC1细胞中表达,但难以观察到多角体形成和细胞的病变,提示BMC1可以作为BmNPV的稳定化表达受体;而蓖麻蚕核型多角体病毒(PcrNPV)单独感染BMC1细胞时,无明显病变,只有在与AcNPV混合感染时可观察到PcrNPV多角体形成。BMC1细胞对不同核型多角体病毒的敏感性具有差异,不同核型多角体病毒的感染性差异的机制有待深入解析。     

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。     

柞蚕核型多角体病毒ie-2和pe-38基因的克隆与序列分析

采用随机克隆方法,通过对插入pGEM-3Z载体的柞蚕核型多角体病毒基因组的部分片段进行测序和序列分析,获得了柞蚕核型多角体病毒基因组的2个极早期基因ie-2和pe-38的序列及pe-38的5′启动子区,其推定的开放阅读框分别编码295和302个氨基酸,并且内部含有一个保守的锌指结构和亮氨酸拉链。核苷酸和氨基酸同源性比较结果显示:柞蚕核型多角体病毒的ie-2和pe-38基因与黄杉毒蛾多角体病毒的同源性较高,与家蚕核型多角体病毒的同源性都很低;在分子进化方面,这2个基因的保守性不强,出现大片段缺失,是研究分子进化及物种关系比较典型的基因。     

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。     

蓖麻蚕核型多角体病毒和柞蚕核型多角体病毒的密码子使用模式分析

蓖麻蚕核型多角体病毒(Phcy NPV)是柞蚕核型多角体病毒(Anpe NPV)的变种,不能感染柞蚕。通过病毒基因组GC含量、GC3s含量、有效密码子数、相对同义密码子使用度、密码子偏好参数的计算及ENc-plot分析、中性绘图分析、对应分析等,比较Phcy NPV和Anpe NPV的密码子使用模式。Phcy NPV、Anpe NPV分别只有1个和4个ORF的密码子偏好性较强。与Anpe NPV比较,Phcy NPV少数ORF的GC含量、GC3s含量、有效密码子数量和密码子偏好参数变化较大,但2种病毒ORF组间的GC含量、GC3s含量、有效密码子数和密码子偏好参数均无统计学差异(P=0.135、P=0.189、P=0.192、P=0.200)。2种病毒ORF组间,由同义密码子编码的18种氨基酸的密码子使用均无统计学差异(P0.05),鉴定的17种偏好性密码子也均相同。GC碱基组成是影响2种病毒ORF组密码子使用模式的主要因素,而自然选择对GC碱基组成的影响大于突变压力,但2种病毒间自然选择的影响程度无统计学差异(P=0.770)。Phcy NPV在适应新宿主蓖麻蚕的进化过程中密码子使用模式变化较小,尚不能通过密码子使用模式分析解释杆状病毒在不同宿主间的交叉感染机制。     

蚕丝心蛋白的亚基及其分子量、氨基酸组成研究

试验以家蚕、野桑蚕、天蚕、柞蚕、樗蚕、蓖麻蚕为材料，测定了丝心蛋白及其亚基的分了量和氨基酸组成。结果表明，丝心蛋白亚基的组成家蚕、野桑蚕表现为Ｈ－Ｌ型，天蚕、柞蚕、樗蚕、蓖麻蚕为Ｈ－Ｈ型。家蚕蛾科的蚕类与天蚕蛾科的蚕类在丝心蛋白氨基酸组成上，具有种待异性，各种蚕类丝心蛋白氨基酸组成差异同它们的分类地位相一致。从家蚕和野桑蚕绢丝腺液状丝心蛋白中分离出小亚基，小亚基的氨基酸组成和大亚基有很大不同。     

绢丝昆虫卵黄原蛋白一级结构的特性分析

家蚕、天蚕、蓖麻蚕、柞蚕、野桑蚕、透目天蚕、樟蚕7种绢丝昆虫分别属于鳞翅目的家蚕蛾科和天蚕蛾科的不同属。通过对7种绢丝昆虫卵黄原蛋白一级结构保守序列如信号肽序列、多聚丝氨酸、糖基化位点等的比较和分析,并进一步根据氨基酸的同源性构建了系统树。结果证明了7种绢丝昆虫的卵黄原蛋白的一级结构在进化上具有很好的保守性,其中蓖麻蚕和樗蚕的亲缘关系最近,家蚕蛾科的野桑蚕和天蚕蛾科的樟蚕的亲缘关系最远。     

柳蚕卵黄原蛋白(Vg)cDNA3′端的克隆及序列分析

柳蚕(Actias seleneHbner)是野生泌丝昆虫。从柳蚕雌蛹脂肪体中提取总RNA,根据已经解析出的其它泌丝昆虫的卵黄原蛋白cDNA序列设计特异性引物,对柳蚕卵黄原蛋白cDNA3′端进行RACE(rapid amplification ofcDNA ends)扩增,经克隆和测序得到了一条1 072 bp的cDNA片段,该序列与柞蚕(Antheraea pernyi)、天蚕(An-theraea yamamai)、野桑蚕(Bombyxmandarina)、家蚕(Bombyxmori)、樗蚕(Samia cynthia pryeri)、蓖麻蚕(Philosamiacynthia ricini)、樟蚕(Saturnia japonica)相应序列的同源性分别为82.5%、82.4%、67.0%、63.2%、80.3%、78.5%、81.0%。同源性分析表明,昆虫卵黄原蛋白的一级结构在进化上具有较高的保守性。     

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。     

6种野生蚕类的RAPD分析

野生蚕类是我国重要的泌丝昆虫资源,研究其亲缘关系对于发掘和利用野生蚕类资源具有重要意义。利用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术分析大蚕蛾科的柞蚕、栗蚕、野生柞蚕、天蚕、蓖麻蚕、透目天蚕间的亲缘关系,利用从54个引物中筛选出的30个重复性较好的随机引物对6种野生蚕类的基因组DNA进行扩增,共得到632个RAPD标记,其中可变条带数为632条,单个引物扩增的条带数为15～27,平均为21.1。6种野生蚕类相互间的遗传距离(D)较大,说明相互间的亲缘关系较远,其中:蓖麻蚕和栗蚕的遗传距离最大,为0.761 2;天蚕和透目天蚕的遗传距离最小,为0.671 1。采用UPGMA法构建的聚类图显示6种野生蚕类聚为4类,柞蚕与野生柞蚕聚为一类,天蚕与透目天蚕聚为一类,栗蚕、蓖麻蚕各自单独聚为一类。     

绢丝昆虫茧丝蛋白酶抑制剂含量的比较分析

以 6种绢丝昆虫的茧壳为材料 ,对茧丝蛋白酶抑制剂的含量及热稳定性进行了研究。结果表明 :家蚕品种间茧丝蛋白酶抑制剂的含量差异极显著 ,外层丝中含量较多 ,F1代的含量呈双亲中间型 ,偏向于含量较多的亲本 ,雌雄间含量无显著差异 ;家蚕茧丝蛋白酶抑制剂对热稳定性较强 ;天蚕绿茧、野蚕的茧丝中有少量的蛋白酶抑制剂存在 ,蓖麻蚕的茧丝中有微量蛋白酶抑制剂存在 ,天蚕黄茧、柞蚕茧、樗蚕茧的茧丝中基本无蛋白酶抑制剂存在。     

柞蚕核型多角体病毒和家蚕核型多角体病毒的同义密码子使用模式分析

基因组中的基因和基因密码子组成不同使柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)与家蚕核型多角体病毒(BmNPV)间不能交叉感染。通过计算有效密码子数(ENc)、相对同义密码子使用度(RSCU)、GC含量、GC3s含量、密码子适应指数(CAI),比较分析ApNPV和BmNPV同义密码子使用模式差异。ApNPV和BmNPV的密码子偏好性均较弱,但二者的ENc值和GC含量差异显著;除碱基组成外,还存在其它因素影响密码子使用模式,但各影响因素的贡献率均较低,在基于密码子使用频率的对应分析中BmNPV的第1、第2向量轴贡献率均低于ApNPV;ApNPV的基因表达水平与GC含量、GC3s含量以及ENc值极显著相关(r分别为0.418、0.735、-0.628,P=0.000),而BmNPV的基因表达水平只与GC3s含量呈弱相关(r=0.214,P=0.010)。分析结果显示,ApNPV和BmNPV的密码子偏好性虽均较弱,但同义密码使用模式及其影响因素存在差异。     

利用柞蚕核型多角体病毒表达载体系统在柞蚕蛹中表达增强型绿色荧光蛋白

为了探讨外源蛋白在柞蚕蛹-柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)表达系统的表达水平和稳定性,将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因克隆到柞蚕核型多角体病毒转移表达载体pApM748BE中,获得重组质粒DNA,与ApNPV DNA共转染樗蚕(Phi-losamia cynthiam)培养细胞Pc-01后,用末端稀释法筛选获得重组病毒ApNPV-Δph/egfp+。将该重组病毒感染柞蚕蛹,采用SDS-PAGE和Western blot方法检测EGFP在柞蚕蛹中的表达,结果显示:在柞蚕蛹感染重组病毒ApNPV-Δph/egfp+后6 d,EG-FP就有明显的表达;感染后12～18 d,蛹体液中的EGFP含量保持较高水平,以EGFP标准样品定量分析EGFP在柞蚕蛹体液中的表达水平高于1 mg/mL;感染后30～39 d仍可以检测到蛹体液中EGFP的表达,而且蛋白稳定。研究结果表明,利用柞蚕核型多角体病毒作表达载体,可在柞蚕蛹中高效稳定地表达EGFP,并且EGFP在雌雄蛹间的表达水平无明显差异。