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对虾白斑杆状病毒(White spot bacilliform virus WSBV),或称白斑综合症病毒(White spot syndrome virus WSSV),是对虾养殖业最主要的病原。是一种具有囊膜的、无包涵体的、类杆状双链环状DNA病毒。分子生物学特征显示,WSBV不属于杆状病毒,分类待定。感染病毒的对虾在3-7天时间内死亡率可达90%-100%。WSBV具有广泛的宿主,包括许多甲壳类动物,并感染宿主大部分组织,对病毒的防治研究带来困难。近年来,感染范围已经波及到世界范围。对生态环境也存在潜在的威胁。WSBV全基因组序列为305,107bp,对WSBV进行全面并具有针对性的研究是解决病害的关键。基于WSBV以上的特点,我们以DNA microarray技术开展全基因组的转录图谱分析,试图研究WSBV全基因组的转录表达规律,并从中选择重要的功能基因进行针对性研究,为病害的防治提供理论依据。 本文首先采用竞争性定量PCR技术,对WSBV人工感染对虾后2-9小时内,病毒感染和增殖规律进行了研究。研究发现在病毒感染4小时以前,病毒含量呈下降趋势,4小时后,病毒含量开始呈现上升趋势。同时我们观察了在4.6克至11.6克范围内,感染对虾的存活时间与对虾体重不存在线性相关。同时也对感染对虾致死后病毒累积量进行观察,发现4hr后病毒呈现逐渐累积增加的过程,至死亡时达到大于1011病毒粒子/毫克组织。研究确定感染后6小时以前作为早期时相,与感染晚期(濒死)的转录图谱进行比较研究。 本文以同位素标记的Microarray技术对WSBV的转录图谱进行研究分析。共设计259对引物,合成的DNA片段长度平均为578bp,设计的基因组DNA序列覆盖了绝大多数可预测的开放读框(ORF)。设立阴性对照、感染后2小时、6小时、濒死样品4个实验组别。对样品总RNA进行标记和杂交。实验结果表明绝大多数预测的ORF在感染对虾体内进行表达。有51个基因在感染早期(2-6hr)能够检测到转录产物。其中Wsv238基因在感染早期即有高丰度表达,并且在病毒生命活动中高丰度表达。分析认为Wsv238基因是病毒生命活动中的重要功能基因。 本文还报告了WSBV基因组大片段的天然缺失研究。不同对虾病毒株缺失片段大小不一,分别为4.6,4.8和8.1kbp。在缺失的序列两端发现富含AT的核苷酸序列,揭示出序列的缺失可能包括一些基因重组的过程。缺失的基因片段包摘要含5个开放读框,分别为wsv4sg,wsv492,wsv493,wsv495和wsv497。初步实验结果表明,基因片段缺失仅导致病毒的毒力减弱,并不影响其感染活性。这提示着病毒的基因缺失可能与病毒的毒力相关。 本文选择了缺失区基因WSV492、WSV493及极早期基因WSV238进行了表达和功能研究。其中wsv492基因能在原核载体pGEX一4T-1中全长可溶性表达,其重组蛋白(wP228)与随机 DNA发生非特异结合反应说明可能涉及基因调控。wsv493(wP136)为全长包涵体表达,由于未能获得可溶的重组蛋白,未能进行功能研究。 生物信息学分析结果显示WSV238所编码蛋白WP486在N端有明显的核定位信号,并富含甘氨酸。WP486因N端的甘氨酸簇在原核细胞中未能全长表达,但成功表达了WP486C端376个氨基酸的片段,制备了抗一WP486特异性抗体,对WP486蛋白进行了M几stern blot分析,发现表达产物的分子量约为32kD,小于理论预测51kD的分子量,说明可能病毒特殊的蛋白剪切和修饰机制。另外免疫电镜定位分析表明WP486定位在对虾细胞核内,认为该蛋白在病毒生活史中可能起重要的调控功能。