日本三株斜纹夜蛾核型多角体病毒的增殖特性及其多角体蛋白基因的序列分析

利用斜纹夜蛾Spodoptera litura培养细胞,对近年来在日本本州、九州和四国等地发现并筛选出的对斜纹夜蛾幼虫具有强烈杀虫活性的3株斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltMNPV)（K-3、G1-2和G10-3）进行了生物学活性和分子生物学的初步研究,克隆了多角体蛋白基因,并进行了序列分析和比较。结果表明:（1）SpltMNPV日本分离株K-3、G1-2和G10-3分别具有不同的特征性酶切图谱,分别属于3种基因型（A型、B型和C型）; （2）3个分离株的芽生型病毒（budded virus）产生能力和多角体产生能力有差异,免疫印迹分析表明,多角体蛋白的分子量也不同;（3）日本株SpltMNPV核型多角体蛋白结构基因由747个核苷酸编码序列（编码249个氨基酸）组成,其序列与中国株SpltMNPV的同源性为98.9%,与其他6种核型多角体病毒有较高的同源性（61.7%～74.2%）,但其5′端侧翼序列(nt-1～-100)与AcMNPV和BmNPV相比差异显著,在对该基因表达调控起决定性作用的8个高度保守核苷酸序列中（nt-44～-51）有2处发生自然突变。     

斜纹夜蛾核型多角体病毒不同分离株基因序列的同源性分析

研究SpltMNPV不同分离株及SpltMNPV分离株与SpliNPV间基因序列的同源性,为SpltMNPV分离株的利用提供理论基础。根据已发表的斜纹夜蛾核型多角体病毒（SpltMNPV）中国株（Zh）基因组全序列（AF527603）和海灰翅夜蛾核型多角体病毒（SpliNPV）Not I-D片段序列（AF527603）设计引物,PCR方法扩增得到SpltMNPV日本福冈株（Fu）、埃及株（Eg）和小笠原株（Og）的ORF39～ORF42和ORF119～ORF124编码区全序列。SpltMNPV不同分离株及SpltMNPV分离株与SpliNPV间基因序列的相似性比较, Zh株和Og株,Eg株、Fu株和SpliNPV的相似性高,而Zh株和Eg株、Fu株或SpliNPV,Og株和Eg株、Fu株或SpliNPV的相似性都比较低。亦即SpltMNPV 3种基因型,B型和C型的同源性高,A型与B型或C型的同源性比较低,但A型与SpliNPV的同源性高;同一基因型内不同分离株（Eg株和Fu株）的同源性高。ETG分子进化分析表明Eg株、Fu株和SpliNPV处于一个分支,而Eg株、Fu株和SpliNPV与Zh株和Og株则处于不同的分支。因此推断Eg株和Fu株为SpliNPV的分离株,而Og株为SpltMNPV的分离株。     

棉铃虫核型多角体病毒几丁质酶基因及杆状病毒 几丁质酶基因的分子进化

用PCR方法扩增了棉铃虫Helicoverpa armigera单粒包埋型核型多角体病毒（HaSNPV）几丁质酶基因,测定了基因编码区的核苷酸全序列。基因编码区全长1.713 bp,可编码570个氨基酸残基组成的多肽,预计分子量为63.6 kD。将所推导的HaSNPV几丁质酶氨基酸序列与其它已知杆状病毒几丁质酶氨基酸序列进行联配比较,结果表明HaSNPV 与谷实夜蛾H.zea单粒包埋型核型多角体病毒（HzSNPV）的氨基酸序列非常相似,同源性高达90.7%,与苜蓿丫纹夜蛾Autographa californica多粒包埋型核型多角体病毒（AcMNPV）、家蚕Bombyx mori核型多角体病毒（BmNPV）、美国白蛾Hyphantria cunea核型多角体病毒（HcNPV）、舞毒蛾Lymantria dispar多粒包埋型核型多角体病毒（LdMNPV）、黄杉毒蛾Orgyia pseudotsugata多粒包埋型核型多角体病毒（OpMNPV）和云杉卷叶蛾Choristoneura fumiferana核型多角体病毒（CfMNPV）氨基酸序列同源性分别为64.4%、64.9%、64.2%、62.9%、66.2%和61.5%。根据氨基酸序列用PC＼GENE程序绘制已知杆状病毒几丁质酶的分子系统树,并与杆状病毒中最为保守的多角体蛋白基因系统树作了比较,结果表明几丁质酶基因和多角体蛋白基因的进化速率是不尽相同的。     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒（HaSNPV）Hind Ⅲ—L片段的序列分析

本文报道了棉铃虫单核衣壳核多角体病毒（Helicoverpa armigera single-nucleocapsid nucleopolyhedrovirus,HaSNPV）基因组的HindⅢ－L片段的全序列。该片段全长2635bp,包括5个有意义的开放阅读框：HaSNPV ORF227,晚期表达因子10基因（lef10 ),vp1054基因,Ac55(AcMNPV ORF55的同源基因）,Ac56（AcMNPV ORF56的同源基因）。与其它6种杆状病毒的氨基酸序列比较表明,HaSNPV的lef10基因与甜夜蛾核型多角体病毒（SeMNPV）的同源性最高。为64％,与冷杉毒蛾核型多角体病毒（OpMNPV）的同源性最低,为43％;HaSNPV的vp1054基因与SeMNPV的同源性最高。为65％,与OpMNPV的同源性最低,为49％。序列比较表明,HaSNPV的LEF10与VP1054蛋白与其它6种杆状病毒具有相同的保守区和亮氨酸拉链（leucine zipper）。     

斜纹夜蛾核型多角体病毒BamHI—J片段序列分析

报道了斜纹夜蛾核型多角体病毒（SpltMNPV)BamHI-J片段的序列结构。该片段定位于SpltMNPV基因组25.8-29.9图单位（msp unit）,包括4个完整的开放读码框,几丁质酶基因（chiA）的3′端部分序列和一个同源区（hr）的部分序列。4个完整的读码框包括lef-8基因,杆状病毒J结构域蛋白基因（baculovirus J domain protein gene,bjdp),ORF570和ORF165。序列分离表明：ORF570与毒蛾核型多角体病毒（Lymantria dispar MNPV）的解旋酶－2基因有31％的氨基酸同源性。ORF165为SpltMNPV特有。J结构域蛋白在其他杆状病毒基因组中尚未见报道,其氨基酸序列N端存在J结构域,推断该蛋白质具有与DnaJ蛋白类似特征。lef-8基因编码的氨基酸与已报道的杆状病毒基因组中的lef-8基因编码的氨基酸具有高的同源性,且其C端具有与其他杆状病毒LEF－8类似的保守序列CIKICGIHGQKG。     

棉铃虫单粒包埋型核型多角体病毒极早期基因(ie-1)分析(英文)

克隆了棉铃虫Helicoverpaarmigera单粒包埋型核型多角体病毒 (HaSNPV)C1株基因组DNA ,并通过随机测序的方法测定了经XbaI酶切后的H片段的核苷酸全序列。序列比较和分析发现该片段中ORF1 3与苜蓿丫纹夜蛾Autographacalifornica多粒包埋型核型多角体病毒 (AcMNPV)基因组ORF1 47(ie 1 )同源。ie 1基因编码区全长 1 986bp ,根据推测的氨基酸序列 ,可编码 6 6 1个氨基酸残基组成的多肽 ,预计分子量为 76 .5kD。将所推导的HaSNPVIE 1氨基酸序列与其它已知的杆状病毒IE 1氨基酸序列进行比较 ,结果表明 ,HaSNPV和谷实夜蛾H .zea单粒包埋型核型多角体病毒IE 1氨基酸序列最为相似 ,同源性高达 98%。与AcMNPV、家蚕Bombyxmori核型多角体病毒 (BmNPV)、云杉卷叶蛾Choristoneurafu miferana多粒包埋型核型多角体病毒 (CfMNPV)、舞毒蛾Lymantriadispar多粒包埋型核型多角体病毒(LdMNPV)、黄杉毒蛾Orgyiapseudotsugata多粒包埋型核型多角体病毒 (OpMNPV)、甜菜夜蛾Spodopteraex igua多粒包埋型核型多角体病毒 (SeMNPV)、小菜蛾Plutellaxylostella颗粒体病毒 (PxGV)和Xestiac ni grum颗粒体病毒 (XcGV)的IE 1氨基酸序列同源性较低 ,分别为 2 3 %、2 3 %、2 3 %、2 5 %、2 3 %、1 4%、2 7%和 7%。根据氨基酸序列由GENETYX     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒解螺旋酶基因的序列分析

对棉铃虫单核衣壳核多角体病毒（Helicoverpa armigera single-nucleocapsid nucleopolyhedrovirus,HaSNPV）基因组中EcoR I-N片段进行序列分析,获得了完整的解螺旋酶基因（hel）,其开放阅读框大小为3762bp,编码一个分子量为146kD的蛋白质。在hel起始密码子ATG上游50位有强晚期启动子转录起始信号ATAAG,在－112位和－189位存在两个TATA box,但未发现早期转录信号CAGT。其在终止密码子下游第12位有一PolyA终止信号AATAAA。在其它真核或原解螺旋酶中存在的7个保守基元（Ⅰ、Ⅰa、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ）,只有5个（Ⅰ、Ⅰa、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）在杆状病毒中保守。同源性比较发现,HaSNPV解螺旋酶的氨基酸序列与甜菜夜蛾核多角体病毒（Spodoptera exigus MNPV,SeMNPV）的解螺旋酶具有最高的同源性（66％）,与Xestia c-nigrum颗粒体病毒（XcGV）解螺旋酶的同源性最低（43％）。HaSNPV解螺旋酶基因是第一个报道的单粒包埋核多角体病毒的解螺旋酶基因。     

马尾松毛虫质型多角体病毒多角体蛋白基因的cDNA克隆及序列分析

通过对马尾松毛虫质型多角体病毒的增殖、纯化,获得一株单一类型的质型多角体病毒。提纯的病毒粒子经SDS－酚抽提,琼脂糖凝胶电泳分离基因组dsRNDA,回收纯化第十片段S10。S10经DMSO变性,逆转录合成cDNA第一链,PCR扩增后,克隆在pGEM-T载体上,对重组子进行限制性内切酶分析及序列测定。结果表明,克隆片段全长763bp,起始密码AUG位于3－5残基,终止密码UGA位于747－749残基。推测DpCPV多角体蛋白基因编码248个氨基酸的多肽,分子量28kD。和家蚕质型多角体病毒（BmCPV）多角体蛋白基因相比较,核苷酸和编码氨基酸序列同源性分别为89.3%和97.6%。     

柞蚕核型多角体病毒泛素类似基因的克隆与序列分析

从感病的柞蚕Antheraea pernyi蛹中分离纯化柞蚕核型多角体病毒 (ApNPV),提取基因组DNA,分别构建ApNPV DNA的HindⅢ和SalⅠ酶切片段文库。对基因文库中1个克隆进行序列分析,得到1个长度为321 bp的序列,其中包含一个编码76个氨基酸的开放阅读框,预测的分子量为8.46 kD,系泛素类似基因。在读码框的上游调控序列中,具有典型的晚期基因启动子序列ataag。氨基酸序列同源性分析结果表明,ApNPV与黄杉毒蛾Orgyia pseudotsugata核型多角体病毒 (OpNPV)的同源性最高 (96.1%),与苜蓿尺蠖Autographa californica核型多角体病毒 (AcNPV) 的同源性为86.8%,与棉褐带卷蛾Adoxophyes orana 颗粒体病毒 (AoGV) 的同源性最低（71.1%）,但与人类、线虫和酵母的泛素同源性分别为77.6%、76.3%和76.3%。一些氨基酸残基在真核生物中保守,在杆状病毒中不保守,个别氨基酸残基是杆状病毒所特有的,这些氨基酸序列的改变对杆状病毒泛素基因的作用有待进一步研究。     

棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(HaSNPV)Hind Ⅲ-L片段的序列分析

本文报道了棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(Helicoverpa armigera single-nucleocapsid nucleopolyhedrovirus,HaSNPV)基因组的HindⅢ-L片段的全序列.该片段全长2 635bp,包括5个有意义的开放阅读框HaSNPV ORF227,晚期表达因子10基因(lef10),vp1054基因,Ac55(AcMNPV ORF55的同源基因),Ac56(AcMNPV ORF56的同源基因).与其它6种杆状病毒的氨基酸序列比较表明,HaSNPV的lef10基因与甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeMNPV)的同源性最高,为64%,与冷杉毒蛾核型多角体病毒(OpMNPV)的同源性最低,为43%;HaSNPV的vp1054基因与SeMNPV的同源性最高,为65%,与OpMNPV的同源性最低,为49%.序列比较表明,HaSNPV的LEF10与VP1054蛋白与其它6种杆状病毒具有相同的保守区和亮氨酸拉链(1eucine zipper)     

SpltMNPV日本分离株gp41的克隆表达及gp41和ph的进化分析

从斜纹夜蛾核型多角体病毒(Spodopteralituramulticapsidnucleopolyhedrovirus,SpltMNPV)日本分离株(C3)基因组中克隆了gp41基因。该基因编码区含993bp核苷酸,编码分子量为36.9kDa的多肽。将该基因克隆至原核表达载体pET28a,经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21(DE3)中获得了表达。应用CLUSTAL程序分析表明,SpltMNPV日本株(C3)gp41的核苷酸序列和氨基酸序列与SpltMNPV中国G2株相似性最高,均达99.9%。用MEGA分别构建了基于gp41和ph的聚类分析图和分子进化树,发现它们具有相似的拓扑结构。将这两个基因序列结合在一起构建进化树,该树的结构与基于gp41的进化树相似。突变率分析显示gp41的突变率高于ph,这意味着在杆状病毒进化过程中,gp41和ph面临不同的选择压力。     

杆状病毒转移载体的构建及绿色荧光蛋白在斜纹夜蛾幼虫中的表达

为构建斜纹夜蛾核型多角体病毒 （SpltMNPV）的重组病毒,以该病毒日本C3株基因组DNA为PCR扩增模板,根据GenBank SpltMNPV中国G2株基因序列,设计了两对引物分别扩增多角体蛋白基因的5′端侧翼序列（含启动子）和3′端侧翼序列（含终止子）,将这两个片段依次克隆于pUC18质粒载体后,再将绿色荧光蛋白(GFP)基因亚克隆到上述载体的多角体蛋白基因启动子和终止子之间,获得转移载体pSplt-gfp。将pSplt-gfp与野生型SpltMNPV 基因组DNA共转染Spli细胞,通过同源重组和有限稀释法筛选,获得了以gfp基因替代多角体蛋白基因的重组病毒SpltMNPV-gfp。SpltMNPV-gfp感染Spli细胞和斜纹夜蛾幼虫,分别在感染24h和48h后可发现绿色荧光蛋白的表达。该重组病毒的获得,为建立斜纹夜蛾核型多角体病毒表达体系奠定了基础。     

表达蝎毒素的重组斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltMNPV)的构建及毒力

【目的】开发高毒力的重组斜纹夜蛾核型多角体病毒(Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedroviruse,SpltMNPV)杀虫剂。【方法】构建编码蜕皮激素UDP-葡萄糖基转移酶(ecdysterioid UDP-glucosyl transferase gene,egt)基因缺失并插入东亚钳蝎神经毒素(B.martensi Karsch,BmK ITa1)基因的重组转移载体,重组转移载体与SpltMNPVⅡ基因组DNA共转染斜纹夜蛾细胞,通过荧光斑法与有限稀释法相结合筛选重组病毒。【结果】成功筛选出缺失egt基因的、早期启动子(ie-1)启动的、表达BmK ITa1成熟肽的重组病毒SpltMNPV-Δegt-Pph-egfp-ie-1-BmK ITa1。生物测定结果显示,重组病毒的杀虫速度(LT50)较野生病毒提前0.7-0.8 d。【结论】通过在SpltMNPV病毒基因组中插入外源毒素基因可明显增强病毒的杀虫效果,结果说明开发高毒力SpltMNPV生物杀虫剂具有可行性。     

斜纹夜蛾核多角体病毒VP39-GST融合蛋白的原核表达

用PCR的方法扩增得到斜纹夜蛾核多角体病毒（Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus,SpltMNPV）vp39全长基因。将其克隆至原核表达载体pGEX-4T-1上,构建重组表达质粒pGEX-4T-vp39,转化大肠杆菌BL21（DE3）,在1 mmol/L异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下超量表达了与理论预测值相符的一个约60 kD的VP39-GST融合蛋白。VP39-GST融合蛋白的成功表达为进一步研究VP39在病毒侵染过程中与宿主细胞成分或病毒粒子蛋白间的相互作用奠定了基础。     

斜纹夜蛾核多角体病毒gp37及其邻近序列的克隆及分析

从斜纹夜蛾核多角体病毒(Spodoptera litura nucleopolyhedrovirus, SpltMNPV)基因组中克隆了gp37基因.分子生物学软件分析表明,在gp37基因内部存在糖基化位点.含有晚期表达基因的启动子序列(ATAAG),推测为晚期表达的病毒膜糖蛋白基因.通过GP37蛋白的同源性比较,绘制了以gp37基因为基础的杆状病毒进化树, 发现与以多角体蛋白基因（polyhedrin）为基础所绘制的杆状病毒分子进化树有较大差异.以polyhedrin基因为基础绘制的杆状病毒分子进化树将家蚕核多角体病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV）与杆状病毒代表种——苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒（Autographa californica multinucleocapsid nucleopolyhedrovirus, AcMNPV）分开,根据gp37基因分析则将二者归到同一分枝,这与以egt基因为基础绘制的杆状病毒分子进化树结果一致.     

杆状病毒p74基因具有种属特异性

选用苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒杆粒 (AcMNPVbacmid)为材料 ,通过在大肠杆菌中利用RecA基因介导的同源重组 ,将其p74基因剔除 ,并精确地用斜纹夜蛾核多角体病毒 (SpltMNPV)的p74基因进行了替换。所构建的重组AcMNPV杆粒在修饰后的p74基因位点中未留下任何有可能影响该基因表达及功能的选择标记 ,SpltMNPV的p74基因直接位于AcMNPVp74基因的启动子控制下。RT PCR显示替换后的p74基因得到了表达。生物测定结果显示 ,重组病毒AcMNPV杆粒 polhSL74无法通过口服方式感染银纹夜蛾幼虫 ,表明杆状病毒p74基因具有种属特异性。     

CLONING AND EXPRESSION OF SPODOPTERA LITURA UBIQUITIN GENE

Abstract Ubiquitin (UBI) plays a very important role in regulated non-lysosomal ATP dependent protein degradation. In the present work, the coding sequence of Spodoptera litura UBI gene was isolated (GenBank Accession No. AF436066). The length of this ORF is 228bp, encoding a protein with Mr of 8.56 kD and isoelectric point of 6.56. Multiple sequence alignment indicated that S. litura UBI is very similar to the homologous proteins of other eukaryotic species and it has 84% identity with S. litura nucleopolyhedrovirus (SpltMNPV) UBI at amino acid level. RT-PCR analysis showed that S. litura UBI gene is ubiquitously expressed in larva tissues which are susceptible to SpltMNPV infection. By constructing E. coli expression vector, S. litura UBI was highly expressed and the recombinant protein was purified using Ni-NTA resin column, and currently further study on the function of S. litura UBI in SpltMNPV infection is underway.     

一种新的遍在蛋白融合基因Uba256的克隆及表达

斜纹夜蛾核多角体病毒 (Spodopteralituramulticapsidnucleopolyhedrovirus ,SpltMNPV)的Uba2 5 6基因是已知昆虫病毒基因组中惟一编码遍在蛋白与GP37融合蛋白的基因。通过PCR方法扩增得到该基因及其N端的遍在蛋白编码区与C端的GP37编码区。将这 3个基因片段分别克隆至质粒pBV2 2 0与pQE30 ,构建得到重组质粒pB VUBCP、pQEUB与pQECP。pBVUBCP转化大肠杆菌DH5α ,经热激诱导表达了一条 38kD的蛋白带 ,证明Uba2 5 6表达的蛋白在大肠杆菌中没有发生剪切。pQEUB、pQECP转化大肠杆菌M15 ,经IPTG诱导 ,Western印迹分析结果表明遍在蛋白与GP37蛋白获得高效表达。以Ni2 NTA偶联抗体检测证明所表达的蛋白质均为融合蛋白质。纯化的融合蛋白质免疫新西兰大白兔可诱导产生特异抗体。ELISA和Western印迹检测结果显示 ,SpltMNPV遍在蛋白抗体及GP37抗体均与表达的融合蛋白质呈阳性反应 ,表明所表达的融合蛋白质仍保持原有蛋白质的免疫原性。以获得的抗体对感染SpltMNPV 72h的Sl zsu 1细胞进行检测 ,发现仅有一条 34kD的蛋白质带与GP37抗体发生特异反应 ;而有 4条分子量分别为 14、2 4、33、5 1kD的蛋白质带与遍在蛋白抗体发生特异反应 ,表明Uba2 5 6基因表达的蛋白质在宿主细胞内发生了剪切。     

斜纹夜蛾泛素基因的克隆及表达

泛素介导的蛋白质降解途径对脑内蛋白的选择性降解起着重要作用。设计一对简并引物,从斜纹夜娥(Spodoptera litura)细胞中克隆了泛素基因的编码区,CenBank登录号AF436066。序列分析表明,该编码区的长度为228bp,编码由76个氨基酸组成的、分子质量为8．56kD的蛋白,其等电点为6．56。同源性比较发现,斜纹夜峨泛素基因不仅与其它真核生物的泛素基因在氨基酸水平上具有96％以上的相似性,而且与斜纹夜蛾核多角体病毒(SpltMNPV)泛素基因的同源性为84％。RT—PCR分析发现,泛素基因在所检测的斜纹夜蛾幼虫多种组织,尤其是脂肪体中均有表达。采用构建的原核表达载体pQEUB,在大肠杆菌M15中诱导并高效表达出了带有His—tag的重组融合蛋白,薄层扫描分析得知靶蛋白约占总蛋白的37％。利用Ni—NTA亲和层析胶纯化得到重组融合蛋白,经SDS—PAGE鉴定为单一区带,为进一步研究S．litura泛素在SpltMNPV感染中的作用打下了基础。