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马尾松毛虫质型多角体病毒( DpCPV-1)是世界性森林害虫--松毛虫的重要病原物。它主要侵染松毛虫的中肠上皮细胞,其特点属慢性感染,但致死率高,持续感染效果好,尤其重要的是它能通过感病幼虫的排泄物进行水平扩散,亦能通过带毒成虫进行垂直传播,在害虫种群中形成病毒流行病,对松毛虫表现出良好的控制效果。近半个世纪以来,在我国松毛虫灾害治理中,利用松毛虫CPV防控松毛虫发挥了十分重要的作用。随着人们对生态安全和食品安全的重视,生物农药研究必将展现新的姿态。一方面,昆虫病毒杀虫剂作为生物农药,其特点是高选择性和专一性,越来越受到人们的关注。另一方面我们也注意到,昆虫质型多角体病毒对其它昆虫有较宽的宿主域。据不完全统计,松毛虫CPV可以导致10科35种鳞翅目昆虫引起感染。但是,到目前为止,还没有发现松毛虫CPV直接侵染天敌昆虫和脊椎动物的报道。
本论文分四章。
第一章系统地介绍了昆虫质型多角体病毒(CPV)的分类地位、命名以及病毒粒子的形态结构。在分子生物学方面,研究较深入的是家蚕质型多角体病毒(BmCPV),也是最早获得全基因组序列的CPV之一。中科院武汉病毒研究所在国内独立完成了DpCPV-1全基因组测序,并对其序列和编码的部分蛋白做了分析和研究。本文针对呼肠孤病毒科依赖RNA聚合酶(RdRP)的研究成果开展DpCPV-1的研究。
第二章研究DpCPV-1在非原始宿主甜菜夜蛾幼虫体内连续传代后基因组的变化。实验表明:DpCPV-1在甜菜夜蛾体内传代三次后,甜菜夜蛾幼虫对DpCPV-1的敏感性获得明显提高,低剂量的多角体病毒能引起甜菜夜蛾幼虫的高死亡率。同时,对传代过程中DpCPV-1基因组的三个片段S6、S7、S10进行了序列分析,结果显示:第三代(F3) Se3-DpCPV-1 S6片段与原始DpCPV-1 S6的序列同源性为98%,(F3) Se3-DpCPV-1 S7和S10片段与原始DpCPV-1 S7和S10序列同源性为99%。在S6片段上有20个位点发生了点突变,而S7片段有三个碱基发生突变。
第三章是DpCPV-1基因组S2片段基因在E.coli的表达。DpCPV-1 S2包含3853个核苷酸,编码一个由1225个氨基酸残基组成相对分子量为139kDa的多肽。序列比较分析推测DpCPV-1 S2编码的蛋白为病毒RNA聚合酶。在S2编码蛋白的547-681位氨基酸残基间,含有聚合酶结构域III(679-681aa)和以GDD( Gly-Asp-Asp)为核心的5个氨基酸,还包含了结构域I(DXXXXD,547-552aa)和结构域II(SGXXXT,639-644aa)。将含有DpCPV-1 S2片段C端区域(2412-3755)1344bp(S2CD)导入表达载体pGEX-6p中,经IPTG诱导得到了目的蛋白,为研究DpCPV的RdRP的功能奠定了基础。
第四章是海榄雌瘤斑螟的生物学特性其及治理研究。海榄雌瘤斑螟(Acrobasis sp.)是危害马鞭草科澳洲海榄雌(Avicennia marina var austrasica)的主要害虫。在深圳红树林一年发生6~7代,每个世代25~32 d。其中幼虫历期13~16 d,蛹5~6d,成虫7~10 d,卵3~5 d。每年3月上中旬,越冬幼虫开始活动,剥食海榄雌叶肉;4月下旬至6月中旬出现第二代和第三代,造成大面积海榄雌受害。实验表明用Bt对2龄海榄雌瘤斑螟有良好的效果,测定致死中浓度( LCso)的回归直线为Y=4.66+1.78C,LC80为4.60 IU/ml;致死时间(LTso)回归直线为Y=4.305T-1.51,LT80为50.86小时。用8~10 IU/ml的Bt稀释液喷雾对海榄雌瘤斑螟进行防治,平均防效为90.61%。