斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ基因組DNA同源重復區生物信息學分析

劉惠芬++劉文光++衣葵花++張志芳++李軼女++李云芝

摘要 利用生物信息學方法，對斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ型分離株基因組DNA序列進行分析。結果表明，斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ基因組DNA含有7個同源重復區，分別包含3～8個64 bp不完全回文序列，在回文序列中心均含有一個PvuI限制性酶切位點，并且存在多個正向或反向互補的重復序列和與病毒基因組DNA復制相關的motif基序，對7個hrs中40個回文序列進行比對分析，發現其序列的核苷酸一致性高達90%以上。

關鍵詞 斜紋夜蛾；核型多角體病毒Ⅱ型；同源重復區；增強子

中圖分類號 S482.3+9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0111-01

斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ型（Spodotera litura nucleo-polyhedrovirus，SpltNPVⅡ）分離株是一種繁殖率和毒力極強的病毒變異株，作為生物殺蟲劑具有很高的研究價值和良好的應用前景[1]。同源重復區是一種存在于大多數桿狀病毒基因組的重復序列區[2-3]，大量研究表明，同源重復區具有桿狀病毒基因組DNA復制起始原點和增強子的功能[4-6]。本研究利用生物信息學方法對斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ基因組的同源重復區結構、序列特征及功能進行預測和分析，將為拓寬其宿主域和通過基因工程技術改良其殺蟲效果提供理論依據，極大地促進該病毒作為生物殺蟲劑的開發和應用。

1 材料與方法

1.1 序列來源

數據資料來源于中國農業科學院生物技術研究所張志芳研究員課題組。

1.2 試驗方法

利用DotPlot軟件分析得到SpltNPVⅡ含有的同源重復區、多序列比對及同源性分析采用ClustalW和MEGA4等生物軟件分析。

2 結果與分析

2.1 SpltNPVⅡ同源重復區在基因組中的分布

用DotPlot分析表明，SpltNPVⅡ基因組包含有7個同源重復區（hrs），對其進行序列分析，表明7個hrs都富含AT，其大小分別為1 746、636、871、2 212、389、887、2 694 bp；hr1、hr2、hr3、hr4、hr5、hr6和hr7不均勻地分散在整個基因組中，分別位于ORF8與ORF9、ORF9與ORF10、ORF42與ORF43、ORF57與ORF58、ORF79與ORF80、ORF115與ORF116、ORF130與ORF131之間[7]（圖1）。

2.2 SpltNPVⅡ同源重復區的結構分析

SpltNPVⅡ 7個hrs分別含有6、4、7、8、3、5、7個64 bp不完全回文序列：TTTTAGTACATGATCTTTGCTTTCATCGAG

ACCTGTGGATGAAATCCAACATCAAGTATGAAAA（圖2），在回文基序的中心均含有一個PvuI限制性酶切位點[7]。對7個hrs中40個回文序列進行比對分析，發現其序列的核苷酸一致性高達90%以上。在hr1、hr4和hr7中還有另一類不規則的重復序列，這3個hrs的重復序列不同，但是同一個hr內的重復序列比較保守；hr1、hr4、hr7回文序列的個數分別為6、8、7個，不規則的重復序列個數分別為12、16、14個。

2.3 SpltNPVⅡ同源重復區的功能基序分析

通常hrs作為桿狀病毒基因組DNA復制起始原點，具有一些特殊的功能序列：富含AT，含有重復的回文序列，正反向重復序列和特征功能基序等。SpltNPVⅡ同源重復區除了含有回文序列之外，在間隔序列中還存在多個正向（GATGATGCAATAAAAACAA）或反向（TTGTTTTTATTGCAT

CATC）互補的重復序列和與病毒基因組復制相關的motif基序[7]（表1）。

3 結論與討論

生物信息學分析表明，斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ基因組DNA含有7個同源重復區，不均勻地分散在整個基因組中；每個同源重復區均含有與基因組DNA復制相關的回文序列、正反向重復序列和特征功能基序，在回文序列中心均含有一個PvuI限制性酶切位點[7]。經初步分析，推測斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ7個同源重復區也具有基因組DNA復制起始原點的作用，這一結果與Pearson等[8]、Leisy等[9]的研究結果一致。

4 參考文獻

[1] 高博，鄧柳紅，易小平，等.昆蟲桿狀病毒殺蟲劑研究與應用綜述[J].現代農業科技，2008（8）：66-67.

[2] 張志芳，張穎，呂鴻聲，等.家蠶核多角體病毒DNA復制起始點hr3的結構功能[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.斜紋夜蛾核型多角體病毒Ⅱ型基因組DNA復制原點及ORF63基因分析[D].泰安：山東農業大學，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.