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杆状病毒(Baculovirus)是节肢动物,特别是鳞翅目昆虫重要的病原微生物,杆状病毒的分子生物学研究已经取得了很大进展。到目前为止,已有29种杆状病毒,包括22种核型多角体病毒和7种颗粒体病毒的基因组全序列被测定。部分基因功能至今没有研究报道,本论文选择了家蚕核型多角体病毒(Bombyxmori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)off25、orf筘和棉铃虫核型多角体病毒(Helicoverp8 armigera single nucleopolyhedrovirusvirus,HaSNPV)orf127三个功能未知的基因为研究对象,对基因的转录和表达水平进行了初步的分析,从而为丰富杆状病毒分子生物学提供理论知识。本论文的主要结论如下:
1.Bin25基因的分析
Bm25基因位于BmNPV(T3株)基因组24367-25014nt,全长648bp,编码一个含215个氨基酸残基的蛋白,预测分子量约为24.8kDa,在Bin25基因起始密码子ATG上游146nt处有杆状病毒晚期转录基序ATAAG。转录分析发现Bm25在病毒感染宿主细胞18h.p.i.开始转录,并一直持续到72h.p.i.。用PCR方法扩增了Bm25基因,在大肠杆菌中进行了融合表达,并制备了多克隆抗血清。利用该抗血清Western blot分析,发现在病毒感染宿主细胞后24h一直到72 h检测到Bm25基因表达产物。以上数据说明Bm25是一个晚期表达基因。
利用BmNPV Bacmid表达系统,在家蚕细胞和幼虫中对C端融合有EGFP的Bm25进行了共表达。感染后3天荧光显微镜下观察到强烈的绿色荧光,但是SDS-PAGE发现融合蛋白的大小明显小于预测的50 kDa。此结果的产生可能与细胞,幼虫组织中或病毒本身的蛋白酶的降解有关。
2.Bm46基因的分析
Bm46基因位于BmNPV(T3株)基因组42221-42706nt,全长486bp,编码一个含161个氨基酸残基的蛋白,预测分子量约为19.1kDa,在Bm46基因起始密码子ATG上游162nt处有杆状病毒早期转录基序CAGT,127nt处有杆状病毒晚期转录基序TTAAG。对Bm46基因的RT-PCR分析表明,Bm46转录起始于病毒感染后3h,并一直持续到感染晚期。利用大肠杆菌表达系统表达了Bm46融合蛋白并制备了多克隆抗体。通过Western blot分析了Bm46蛋白的表达时相,在感染后6 h检测到24kDa的基因产物。因此从Bm46的转录和表达时相可以得出该基因是一早期表达蛋白。利用Bac-to-Bac系统,在家蚕细胞和蛹中共表达了Bm46-EGFP融合蛋白。SDS-PAGE分析发现该融合蛋白的大小小于理论值,推测是水解性的蛋白酶降解所致。
3.Ha127基因的分析
Ha127基因位于HaSNPV-C1基因组119723-120301nt,全长579bp,编码一个含192个氨基酸残基的蛋白,预测分子量约为22.6kDa。在Ha127基因起始密码子ATG上游200nt内没有发现杆状病毒早期转录基序CAGI、和晚期转录基序TAAG,该基因的5’Race结果显示转录起始位点位于基因起始密码子ATG上游188nt。对Ha127基因的RT-PCR分析表明,Ha127基因转录开始于病毒感染后18 h,并在72 h.p.i.还能检测到该基因的转录。利用多克隆抗体对病毒感染的细胞进行杂交分析,结果显示:分子量为30kDa的Ha127蛋白出现在感染后24 h,并一直持续到72 h.p.i.。以上结论说明Ha127在病毒感染后晚期表达。利用Ha127与EGFP融合在宿主细胞中进行了表达,发现绿色荧光主要集中在感染细胞的细胞核中。