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杆状病毒(Baculovirus)是一类能够感染并最终杀死鳞翅目、膜翅目等农业害虫和双翅目蚊子的一类双链环状DNA病毒,其基因组大小为80-180kb,基因总量约为895个；该类病毒可用作生物农药、基因表达载体、基因治疗载体等,广泛应用于农业生产或医学研究等领域。目前已经有58种杆状病毒完成了基因组测序与注释,包括45种核型多角体病毒(NPV),13种颗粒体病毒(GV)；然而,仅有5种杆状病毒蛋白组成得到鉴定,而且全部为NPV病毒,鉴定蛋白多为ODV(?)蛋白,仅1种为BV (budded virus)蛋白。鉴于此,本研究选择菜粉蝶颗粒体病毒(PrGV,属GV病毒)为研究对象,重点分析该病毒基因组、ODV蛋白组成等,本论文主要结论如下：1. PrGV基因组分析该病毒基因组为闭合环状双链DNA,大小108,592bp,拥有120个ORFs,编码区占整个基因组91%；在120个预测的ORFs中,65个ORFs与granulin基因具有相同的转录方向,另55个ORFs的转录方向与其相反；PrGV基因组中最长ORF含有3402bp (ORF75, helicase-1),推测编码1133个氨基酸残基的蛋白；含有2个重复基因(ODV-E66a/b)；PrGV基因组存在基因间隔区和基因重叠现象,8个同源区分散在基因组不同位置。PrGV基因组存在杆状病毒科31种核心(保守)基因和鳞翅目杆状病毒31种辅助基因。PrGV基因组共线性分析揭示了该病毒与β-杆状病毒属基因组具有异常高的共线性,其中PrGV与云杉卷叶蛾颗粒体病毒(ChocGV)、杨扇舟蛾颗粒体病毒(ClanGV)、茶小卷叶蛾颗粒体病毒(AdorGV)等基因组共线性程度非常高,与八字地老虎颗粒体病毒(XecnGV)等基因组共线性程度相对较低；而与鳞翅目核型多角体病毒AcNPV共线性程度更低。蛋白质同源比对分析揭示了PrGV ORFs可分为四类：1)8个GV-特异基因这些基因同系物仅仅存在于GV基因组中,它们是orf4, orf12, orf28, orf34, orf55, orf95(LEF-3), orf103, orf112,表明这些保守基因是GV病毒结构与功能所必须；2)33个基因存在于GV基因组和其它病毒基因组,但在NPV基因组中并不存在,他们是orf2,orf5,orf18,orfl9,orf20(PEP1),orf24,orf25,orf27,orf31,orf35,orf36,orf37(Metalloproteinase),orf41,orf42.orf48(39K),orf54,orf62(FGF-1),orf63, orf67,orf83,orf86,orf89,ort94,orf97,orf102,ort104,orf105,orf106,ort109, orf111,orf114,orf115;3)4个基因仅存在于杆状病毒PrGV基因组中或其它物种中,它们是off09,orf32,orf53,oef117；4)75个基因为GVs和NPVs共享基因。基因组进化分析显示：PrGV基因组无论在LCB(Locally Collinear Blocks,局部共线区)数目、方向、排列顺序、长度等方面与ChocGV基因组高度相似,暗示了PrGV与ChocGV在基因组进化上可能经历着相似途径；PrGV与PsunGV, XeniGV,HearGV对应的LCBs相比,在LCB序列长度方面存在较大差异,推测3种病毒(PsunGV,XeniGV,HearGV)在长期的选择压力下,通过在LCB区域“扩充”基因以“增添”新功能来更好地拓展生存空间；PrGV与AcNPV基因组对应LCBs相比差异显著,揭示了两种病毒在基因组进化方面分歧较早；PrGV与CunniNPV基因组相比,两者的LCBs一致性最低,暗示了两者分歧时间更早,但都保留了“祖先”基因组某些基因。PrGV种系发生研究表明：PrGV与ChocGV在种系进化树上距离最近；13种β-杆状病毒聚类在一起,形成1个分支；在分支内6种病毒(HearGV,XeniGV, PsunGV,SpliGV AgseGV,PlxyGV)形成亚分支,7种病毒(AdorGV,PhopGV, CrleGV,CypoGV,ClanGV,ChocGV和PrGV)形成另1个亚分支。2.PrGV-ODV蛋白组分析利用3种质谱技术对rGV-ODV蛋白分析共鉴定47种蛋白,其中MALDI-TOF/TOF MS(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight/ time-of-flight mass spectrometry:基质辅助激光解离串联飞行时间质谱)方法鉴定16种蛋白,LC-LTQ Velos(liquid chromatography-linear ion trap quadrupole Velos MS液相色谱-双压线性离子阱质谱)技术鉴定37种蛋白；而LTQ-Orbitrap (linear ion trap quadrupole-Oritrap MS:二维线性离子阱-轨道阱联用质谱)方法鉴定31种蛋白；47种蛋白中有11种被所有3种质谱技术所鉴定出；15种蛋白至少被2种质谱方法鉴定出；21种蛋白仅被1种质谱方法鉴定。在鉴定的47种ODV蛋白中,14种蛋白(P10,Pr21,Pr29,Pr35,Pr42,Pr54,P45/48,Pr83,Pr84,Pr89,Pr92,Prlll,Pr114和FGF3)为新鉴定的ODV蛋白,其中7种蛋白为β-杆状病毒特有蛋白(Pr35,Pr42,Pr54,Pr83,Pr84,Prlll和Pr114)。通过对鉴定的47种蛋白随机选择11种ORFs进行基因克隆、表达与多抗制备等试验,并对PrGV病毒蛋白进行免疫杂交分析,结果显示所有抗体均显示阳性信号,这进一步证实了11种蛋白在PrGV病毒中的存在,同时验证了质谱技术鉴定蛋白的可行性、可靠性。3.Pr42/Pr114基因分析基因组和蛋白组分析表明,Pr42和Pr114基因为β-杆状病毒特有基因(GV),两基因表达产物均为PrGV高丰度蛋白。生物信息学分析显示：Pr42基因编码803个氨基酸残基,预测分子量为93.5 kDa；该蛋白存在较为丰富的磷酸化位点(52个)和3个O-Glycosylated糖基化位点；Pr42为亲水性蛋白,不存在信号肽序列；进化树分析表明：Pr42与ClanGV gpO22蛋白同源性最高；Pr114基因编码323个氨基酸残基,预测分子量为36.9 kDa,该蛋白存在较为丰富的磷酸化位点(21个)、不存在O-Glycosylated糖基化位点；Pr114为亲水性蛋白,不存在信号肽序列；进化树分析表明该蛋白与ChocGV-ORF110蛋白同源性最高。RT-PCR分析表明,两种蛋白基因Pr42/Prll4的转录在经口感染48hpi就可以检测到,随后一直持续到96hpi；定量PCR分析表明：Pr42和Pr114基因在病毒感染6-96h均有转录,而在感染60h时相对转录水平均到达最高。综合生物信息学分析以及RT-PCR、定量PCR实验结果,推测Pr42/Pr114基因均为晚期表达基因,两蛋白功能可能涉及病毒结构组装,为PrGV重要的结构蛋白。