昆虫质型多角体病毒概述

昆虫质型多角体病毒概述
13生物技术许勇
2013221107120010 早在16世纪，欧洲的养蚕历史中就出现了多角体型昆虫疾病的记载，这种疾病的特征是感染家蚕幼虫细胞内积累了大量晶状物质，约占感染幼虫蛋白总量的17％，其中微米大小的蛋白晶体被称为病毒多角体或包涵体。

质型多角体病毒（Cytoplasmic polyhedrosis virus，简称为CPV ），属呼肠孤病毒科（Reoviridae），质型多角体病毒属（Cypovirus ），多角体一般为四边形、六边形等，大小大致变化在0.5 ～10μm 范围。

病毒粒子为球状正二十面体，具蛋白质包涵体，在宿主细胞质内增殖，病毒核酸为分段双链RNA ，分子量为0.3 ～2.7 ×10道尔顿。

1昆虫质多角体病毒的病毒颗粒结构、分型与命名
昆虫质多角体病毒感染昆虫中肠上皮细胞。

CPV病毒粒子为二十面体球形颗粒，直径在50一65 nm之间，为单层衣壳结构，衣壳外表面有2种不同大小的突起；具有3～5种结构蛋白.基因组由10或11个节段dsRNA构成，各节段RNA 相对分子质量范围为0 14×106～3．01× 106，G+含量介于34％～49％之间。

根据病毒基因组dsRNA片段在聚丙烯酰胺或琼脂糖凝胶中电泳图谱的差异，将CPV 分为15个电泳型，电泳型之间至少有3个基因节段的迁移率不同，国内钱纪放和吕鸿声对棉铃虫CPV北京株在蚕体连续传代及接棉铃虫产生的病毒进行丁基因组图谱分析，发现HaCPV北京株基因组图谱显示10条电泳带，但电泳型与已发表的HaCPV一5型、8型、1l型均不同，而且在棉铃虫体内连续50次传代试验中，基因组表现极其稳定。

通常，CPV的命名常冠以宿主名称，尽管有些昆虫确实与某种特殊CPV类型呈现专一的相互关系，然而却能被不同CPV类型感染，如莎草夜蛾能被CPV一3刑、5型、8型、11刑和12型感染，舞毒蛾能被CPV一1型、11型、和14型感染等等：因此，仅使用宿主昆虫名称并不适于CPV属的分类，所以目前CPV 的命名同时包括基因组电泳型与其原始宿主名。

2多角体
昆虫质型多角体病毒在感染幼虫或细胞的后期会产生大量多角体蛋白，并结合成致密的胞内晶体--多角体。

2.1多角体的功能
多角体能够有效保护包埋的病毒粒子免受外界物理和生物化学作用的降解，保持病毒粒子的稳定性和感染性，使病毒在外界环境中存活较长时间。

在体外环境中，包埋人多角体的病毒粒子在失水、冰冻、酶降解的条件下仍能存活。

此外，这种病毒多角体都可以耐受能使大部分蛋白变性的化学处理，包括在浓缩尿素、酸和去污剂处理后仍能维持有序的晶体结构。

相反，在pH≥10．5的碱性溶液中多角体即被快速溶解。

然而，关于多角体非常稳定的分子基础以及在昆虫幼虫碱性中肠中分解的机制尚不清楚。

2.2多角体的基础结构组成
多角体是由结晶学结构单位组成，在典型的大小约2μm的晶体中，结构单位边缘为10．3 nm且呈晶体中心立体对称。

多角体蛋白是多角体的主要组分，3个多角体蛋白分子组装成一个多角体蛋白三聚体，每个四面体簇是由4个三聚体组装而成，2个四面体簇连接形成一个多角体结构单位，这2种晶体每一边都有200个自身对称的立方结构单位。

除此之外，多角体蛋白都含有一个带有N一末端螺旋突出臂的中心卷曲区域，形成几乎相同的晶格。

2.3多角体蛋白及三聚体结构
CPV多角体蛋白的原子结构类似于伸展的左手垂直拇指和食指。

食指是N-末端a-螺旋(H1)，从第一个形成的紧密3层口β-夹层中心伸出。

这个夹层由2个β-片层组成，β-片层由6个s1和3个s2反向平行链形成。

s1～S2夹层的拓扑学结构(IBADGFCHE)与在许多病毒衣壳蛋白中发现的经典卷芯 (BIDG-CHEF)同源。

第3层(s3)是由蛋白羧基末端形成的，含有1个β-发夹结构位于α-螺旋之后。

s3靠sl的凹面组装，在s1上面形成一个深沟；中心夹层侧面与另外的螺旋相接，H3螺旋和毗邻的环线在sl—S2上面形成一个钳形的突出。

H1螺旋、S1／S3沟、钳形结构、H3螺旋以及H4螺旋都参与多角体的高级组装。

2.4多角体中的核苷酸
有研究发现重组和野生型CPV多角体中核苷酸都占据极其重要的位置，用质量光谱测定法确定的核苷酸有ATP、GrIp和CTP。

聚积的ATP和 GTP分子结
合在4个四面体簇的界面上，1个CTP 分子与排列在中央空洞的12个对称的钳形区域相互作用。

在靠近对称轴的2个核苷酸结合位点的特异相互作用表明结晶化过程中核苷酸发生结合，可能在控制细胞质中多角体的构造上起到一定作用。

一旦多角体形成，核苷酸包人晶体中，可在水中保存3年。

3质型多角体病毒的研究进展
我国利用质型多角体病毒防治害虫已取得可喜进展，山东利用赤松毛虫CPV 大面积防治赤松毛虫，广东和云南分别利用马尾松毛虫和文山松毛虫CPV 防治松毛虫，都取得了满意的效果。

在生产上采用直接感染宿主昆虫增殖病毒，最简便的方法是在害虫大发生时，将病毒喷洒于植物上，然后收集病死虫；林间围栏增殖是我国生产松毛虫CVP 最常用方法，但因受到场地、季节和温度等外界条件影响，使昆虫病毒杀虫剂的生产和推广受到一定的限制。

中科院武汉病毒所彭辉银研究员等人研究成功" 生物导弹" 新技术，防治松毛虫获得成功。

生物导弹技术是利用卵寄生赤眼蜂特有的行为特点，结合昆虫病毒流行病学规律，通过卵寄生蜂将经过高新技术处理的强毒力病毒制剂传递到靶害虫卵表面，使初孵幼虫罹病死亡，达到控制害虫之目的。

这种被称之为" 生物导弹" 的新技术，既能有效地控制害虫大发生，又可以保护害虫天敌，不污染环境，对人畜安全无害。