论文部分内容阅读
摘要 利用生物信息学方法，对斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型分离株基因组DNA序列进行分析。结果表明，斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组DNA含有7个同源重复区，分别包含3～8个64 bp不完全回文序列，在回文序列中心均含有一个PvuI限制性酶切位点，并且存在多个正向或反向互补的重复序列和与病毒基因组DNA复制相关的motif基序，对7个hrs中40个回文序列进行比对分析，發现其序列的核苷酸一致性高达90%以上。
关键词 斜纹夜蛾；核型多角体病毒Ⅱ型；同源重复区；增强子
中图分类号 S482.3 9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0111-01
斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型（Spodotera litura nucleo-polyhedrovirus，SpltNPVⅡ）分离株是一种繁殖率和毒力极强的病毒变异株，作为生物杀虫剂具有很高的研究价值和良好的应用前景[1]。同源重复区是一种存在于大多数杆状病毒基因组的重复序列区[2-3]，大量研究表明，同源重复区具有杆状病毒基因组DNA复制起始原点和增强子的功能[4-6]。本研究利用生物信息学方法对斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组的同源重复区结构、序列特征及功能进行预测和分析，将为拓宽其宿主域和通过基因工程技术改良其杀虫效果提供理论依据，极大地促进该病毒作为生物杀虫剂的开发和应用。
1 材料与方法
1.1 序列来源
数据资料来源于中国农业科学院生物技术研究所张志芳研究员课题组。
1.2 试验方法
利用DotPlot软件分析得到SpltNPVⅡ含有的同源重复区、多序列比对及同源性分析采用ClustalW和MEGA4等生物软件分析。
2 结果与分析
2.1 SpltNPVⅡ同源重复区在基因组中的分布
用DotPlot分析表明，SpltNPVⅡ基因组包含有7个同源重复区（hrs），对其进行序列分析，表明7个hrs都富含AT，其大小分别为1 746、636、871、2 212、389、887、2 694 bp；hr1、hr2、hr3、hr4、hr5、hr6和hr7不均匀地分散在整个基因组中，分别位于ORF8与ORF9、ORF9与ORF10、ORF42与ORF43、ORF57与ORF58、ORF79与ORF80、ORF115与ORF116、ORF130与ORF131之间[7]（图1）。
2.2 SpltNPVⅡ同源重复区的结构分析
SpltNPVⅡ 7个hrs分别含有6、4、7、8、3、5、7个64 bp不完全回文序列：TTTTAGTACATGATCTTTGCTTTCATCGAG
ACCTGTGGATGAAATCCAACATCAAGTATGAAAA（图2），在回文基序的中心均含有一个PvuI限制性酶切位点[7]。对7个hrs中40个回文序列进行比对分析，发现其序列的核苷酸一致性高达90%以上。在hr1、hr4和hr7中还有另一类不规则的重复序列，这3个hrs的重复序列不同，但是同一个hr内的重复序列比较保守；hr1、hr4、hr7回文序列的个数分别为6、8、7个，不规则的重复序列个数分别为12、16、14个。
2.3 SpltNPVⅡ同源重复区的功能基序分析
通常hrs作为杆状病毒基因组DNA复制起始原点，具有一些特殊的功能序列：富含AT，含有重复的回文序列，正反向重复序列和特征功能基序等。SpltNPVⅡ同源重复区除了含有回文序列之外，在间隔序列中还存在多个正向（GATGATGCAATAAAAACAA）或反向（TTGTTTTTATTGCAT
CATC）互补的重复序列和与病毒基因组复制相关的motif基序[7]（表1）。
3 结论与讨论
生物信息学分析表明，斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组DNA含有7个同源重复区，不均匀地分散在整个基因组中；每个同源重复区均含有与基因组DNA复制相关的回文序列、正反向重复序列和特征功能基序，在回文序列中心均含有一个PvuI限制性酶切位点[7]。经初步分析，推测斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ7个同源重复区也具有基因组DNA复制起始原点的作用，这一结果与Pearson等[8]、Leisy等[9]的研究结果一致。
4 参考文献
[1] 高博，邓柳红，易小平，等.昆虫杆状病毒杀虫剂研究与应用综述[J].现代农业科技，2008（8）：66-67.
[2] 张志芳，张颖，吕鸿声，等.家蚕核多角体病毒DNA复制起始点hr3的结构功能[J].1995，25（9）：949-955.
[3] NAKAI M，GOTO C，KANG W，et al.Genome sequence and organization of a nucleopolyhedrovirus isolated from the smaller tea tortrix，Adoxoph-yes honmai[J].Virology，2003，316：171-183.
[4] BLINOV V M，GUTOROV V V，HOLODILOV N G，et al.Nucleotide seq-uence of the Galleria mellonella nuclear polyhedrosis virus origin of DNA replication[J].FEBS Lett，1984，167：254-258.
[5] KOOL M，AHRENS C H，GOLDBACH R W，et al.Identification of genes involved in DNA replication of the Autographa californica baculovirus[J].Proc Natl Acad Sci U S A，1994，91（23）：11212-11216.
[6] CHEN Y，YAO B，ZHU Z，et al.A constitutive superenhancer：homolog-ous region 3 of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus[J].Biochem Biophys Res Commun，2004，318：1039-1044.
[7] 劉惠芬.斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型基因组DNA复制原点及ORF63基因分析[D].泰安：山东农业大学，2012.
[8] PEARSON M，BJORNSON R，PEARSON G，et al.The Autographa califo-rnica baculovirus genome：evidence for multiple replication origins[J].Science，1992，257：1382-1384.
[9] LEISY D J，RASMUSSEN C，KIM H T，et al.The Autographa californica nuclear polyhedrosis virus homologous region 1a：identical sequences are essential for DNA replication activity and transcriptional enhancer fun-ction[J].Virology，1995，208：742-752.
关键词 斜纹夜蛾；核型多角体病毒Ⅱ型；同源重复区；增强子
中图分类号 S482.3 9 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0111-01
斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型（Spodotera litura nucleo-polyhedrovirus，SpltNPVⅡ）分离株是一种繁殖率和毒力极强的病毒变异株，作为生物杀虫剂具有很高的研究价值和良好的应用前景[1]。同源重复区是一种存在于大多数杆状病毒基因组的重复序列区[2-3]，大量研究表明，同源重复区具有杆状病毒基因组DNA复制起始原点和增强子的功能[4-6]。本研究利用生物信息学方法对斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组的同源重复区结构、序列特征及功能进行预测和分析，将为拓宽其宿主域和通过基因工程技术改良其杀虫效果提供理论依据，极大地促进该病毒作为生物杀虫剂的开发和应用。
1 材料与方法
1.1 序列来源
数据资料来源于中国农业科学院生物技术研究所张志芳研究员课题组。
1.2 试验方法
利用DotPlot软件分析得到SpltNPVⅡ含有的同源重复区、多序列比对及同源性分析采用ClustalW和MEGA4等生物软件分析。
2 结果与分析
2.1 SpltNPVⅡ同源重复区在基因组中的分布
用DotPlot分析表明，SpltNPVⅡ基因组包含有7个同源重复区（hrs），对其进行序列分析，表明7个hrs都富含AT，其大小分别为1 746、636、871、2 212、389、887、2 694 bp；hr1、hr2、hr3、hr4、hr5、hr6和hr7不均匀地分散在整个基因组中，分别位于ORF8与ORF9、ORF9与ORF10、ORF42与ORF43、ORF57与ORF58、ORF79与ORF80、ORF115与ORF116、ORF130与ORF131之间[7]（图1）。
2.2 SpltNPVⅡ同源重复区的结构分析
SpltNPVⅡ 7个hrs分别含有6、4、7、8、3、5、7个64 bp不完全回文序列：TTTTAGTACATGATCTTTGCTTTCATCGAG
ACCTGTGGATGAAATCCAACATCAAGTATGAAAA（图2），在回文基序的中心均含有一个PvuI限制性酶切位点[7]。对7个hrs中40个回文序列进行比对分析，发现其序列的核苷酸一致性高达90%以上。在hr1、hr4和hr7中还有另一类不规则的重复序列，这3个hrs的重复序列不同，但是同一个hr内的重复序列比较保守；hr1、hr4、hr7回文序列的个数分别为6、8、7个，不规则的重复序列个数分别为12、16、14个。
2.3 SpltNPVⅡ同源重复区的功能基序分析
通常hrs作为杆状病毒基因组DNA复制起始原点，具有一些特殊的功能序列：富含AT，含有重复的回文序列，正反向重复序列和特征功能基序等。SpltNPVⅡ同源重复区除了含有回文序列之外，在间隔序列中还存在多个正向（GATGATGCAATAAAAACAA）或反向（TTGTTTTTATTGCAT
CATC）互补的重复序列和与病毒基因组复制相关的motif基序[7]（表1）。
3 结论与讨论
生物信息学分析表明，斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ基因组DNA含有7个同源重复区，不均匀地分散在整个基因组中；每个同源重复区均含有与基因组DNA复制相关的回文序列、正反向重复序列和特征功能基序，在回文序列中心均含有一个PvuI限制性酶切位点[7]。经初步分析，推测斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ7个同源重复区也具有基因组DNA复制起始原点的作用，这一结果与Pearson等[8]、Leisy等[9]的研究结果一致。
4 参考文献
[1] 高博，邓柳红，易小平，等.昆虫杆状病毒杀虫剂研究与应用综述[J].现代农业科技，2008（8）：66-67.
[2] 张志芳，张颖，吕鸿声，等.家蚕核多角体病毒DNA复制起始点hr3的结构功能[J].1995，25（9）：949-955.
[3] NAKAI M，GOTO C，KANG W，et al.Genome sequence and organization of a nucleopolyhedrovirus isolated from the smaller tea tortrix，Adoxoph-yes honmai[J].Virology，2003，316：171-183.
[4] BLINOV V M，GUTOROV V V，HOLODILOV N G，et al.Nucleotide seq-uence of the Galleria mellonella nuclear polyhedrosis virus origin of DNA replication[J].FEBS Lett，1984，167：254-258.
[5] KOOL M，AHRENS C H，GOLDBACH R W，et al.Identification of genes involved in DNA replication of the Autographa californica baculovirus[J].Proc Natl Acad Sci U S A，1994，91（23）：11212-11216.
[6] CHEN Y，YAO B，ZHU Z，et al.A constitutive superenhancer：homolog-ous region 3 of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus[J].Biochem Biophys Res Commun，2004，318：1039-1044.
[7] 劉惠芬.斜纹夜蛾核型多角体病毒Ⅱ型基因组DNA复制原点及ORF63基因分析[D].泰安：山东农业大学，2012.
[8] PEARSON M，BJORNSON R，PEARSON G，et al.The Autographa califo-rnica baculovirus genome：evidence for multiple replication origins[J].Science，1992，257：1382-1384.
[9] LEISY D J，RASMUSSEN C，KIM H T，et al.The Autographa californica nuclear polyhedrosis virus homologous region 1a：identical sequences are essential for DNA replication activity and transcriptional enhancer fun-ction[J].Virology，1995，208：742-752.