杆状DNA病毒属（Badnavirus）隶属于花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae），是一种类反转录病毒（pararetrovirus），其基因组为不完全环化的双链DNA，大小在7.2 kb~9.2 kb，包含基因间隔区（intergenic region,IR）及三个典型ORFs（ORF1、ORF2、ORF3），其中ORF3最大，编码一个~216 kDa多聚蛋白，包含天冬氨酸蛋白酶（aspartic protease,AP）、外壳蛋白（coat protein,CP）、逆转录酶（reverse transcriptase,RT）和RNA酶H（ribonuclease H,RNase H）等保守功能区。目前，已经在热带、亚热带和温带植物中发现了杆状DNA病毒，但尚未在高寒地区的植物中发现此类病毒。疏叶骆驼刺（Alhagi sparsifolia）为豆科（Leguminosae sp.）多年生植物，主要分布于中亚高寒地区。在前期研究中，本实验室前期以塔克拉玛干地区的疏叶骆驼刺为实验材料，构建了疏叶骆驼刺的转录组数据库。Blast分析发现其中2个转录本与已知杆状DNA病毒基因组序列具有一定的同源性，且其丰度与干旱胁迫正相关。这些数据暗示，疏叶骆驼刺中可能含有一种杆状DNA病毒，因而暂时命名为疏叶骆驼刺杆状病毒（Alhagi bacilliform virus，ABV）。在此基础上，本论文继续开展了ABV基因组克隆、序列分析、进化树分析，以及ABV编码基因及调控序列功能的研究，具体如下：　　1）ABV基因组克隆与序列分析　　以塔克拉玛干疏叶骆驼刺总DNA为模板，利用PCR分段克隆，获得了长度为7068 nt的ABV核苷酸序列；序列分析没有发现完整的IR及ORF1序列，但推测其含有对应杆状DNA病毒ORF2、ORF3、ORF4的遗传信息，且ORF3编码蛋白包含典型的AP、RT-RNaseH及CP等保守功能区；利用保守功能区氨基酸序列与已知杆状DNA病毒属成员的相应序列进行比对，结果表明ABV与杆状DNA病毒具有较高同源性；根据系统进化树分析及ICTV规定的杆状DNA病毒分类标准，证明ABV隶属于杆状DNA病毒属，为该病毒属的一个新的种。　　利用Southern杂交和反向PCR证明了ABV基因组已经整合进入疏叶骆驼刺基因组，以内源类逆转录病毒（endogenous pararetroviruses,EPRV）的形式存在，且整合的ABV元件可能经历了复杂的DNA重组。　　分析了我国西北12个不同地区（包括塔克拉玛干）的疏叶骆驼刺总DNA，结果仅在阿克苏温宿县、阿克苏乌什县和阿拉尔市等三个邻近地区的样本中没有扩增得到ABV RT-RNaseH保守区，表明ABV在我国西北地区的疏叶骆驼刺中广泛存在。　　2）ABV ORF4启动子及编码蛋白功能的初步分析　　利用qRT-PCR证实了PEG处理能够诱导疏叶骆驼刺幼苗ORF4 mRNA的表达，由此推测内源ABV元件可能与疏叶骆驼刺抗旱特性正相关。　　克隆了ABV ORF4启动子（ORF4-P），构建植物表达载体pORF4-P-GUS，转化获得转基因拟南芥，并通过组织化学染色与GUS定量分析，证明ORF4-P具有干旱诱导表达的特征。　　克隆了ABV ORF4基因，瞬时表达分析显示ORF4编码蛋白定位于细胞质和细胞核；构建植物表达载体pCAM-ORF4，转化拟南芥，结果显示，与野生型拟南芥相比，转ORF4植株表现莲座叶增多，抽薹推迟等特征，且在甘露醇处理条件下，其根系明显长于野生型。　　综上所述，本研究在典型高寒荒漠植物—疏叶骆驼刺中发现了一种新的杆状DNA病毒—ABV，并揭示ABV以内源病毒形式存在于疏叶骆驼刺；根据ABV ORF4启动子及编码蛋白功能的初步分析，疏叶骆驼刺可能利用内源ABV元件，调控基因表达或表达蛋白，从而提高其抵御非生物胁迫比如干旱的能力。