猪圆环病毒基因组结构与功能研究进展_代振江

和精简而高效的基因组结构引起众多国内外专家学者的广泛研究，本文参考 NCBI 上公布的 PCV2 序列绘制了 PCV2 基因组结构图谱，就相关基因
的结构和功能进行综述，并就与病毒复制、病毒免疫原性、病毒致病力等功能相关的基因进行了归纳和总结，以期能为 PCV2 分子生物学和新型
疫苗的研究提供参考。
关键词： 猪圆环病毒； 基因组结构； 蛋白质功能
1 759 ～ 1 768 bp，是目前 为 止 发 现 的 最 小 的 动 物 病 OＲF2 和 OＲF3 研究报道较多，但 PCV2 的其它 OＲFs
毒。PCV 有 两 种 基 因 型， 分 别 为 PCV1 和 PCV2， 却鲜有报道。PCV 的基因组结构极其精简，但其能
Tisher 于 1974 年在 PK－15 细胞系 ATCC－CCL31 的传 够稳定高效地利用自身和宿主细胞的资源进行病毒的
2 病毒编码的主要蛋白
2. 1 OＲF1 编码的蛋白 OＲF1 基因编码两种与病毒复制相关的非结构蛋
白，称为复制酶相关蛋白，这两种蛋白来源于不同的 OＲF1 转 录 产 物， 完 整 的 包 含 945nt 的 OＲF1 编 码 314aa 的 Ｒep 蛋白，拼接的转录产物 537nt 编码截短 的 C 末端转移的 178aa 的 Ｒep'［7－8］。Ｒep 基因的基因 启动子位于 640 位 ～ 796 位核苷酸区域，该区域包含 干 扰 素 刺 激 应 答 元 件 （ IFN － stimulated response element，ISＲE） ，位于 742 位 ～ 753 位核苷酸片段内， 提示细胞因子可能对 Ｒep 基因存在调控作用［9］。Ｒep 和 Ｒep'蛋白共有与典型滚环复制 （ ＲCＲ） 相关的 3 个 保 守 基 序 Ⅰ （ FTLNN ） 、 Ⅱ （ HLQG ） 、 Ⅲ （ YCSK） ，此 外 Ｒep 蛋 白 还 包 含 一 个 dNTP 的 P 环 （ P －loop） 结构，这些结构对于维持 Ｒep 蛋白的功能 至关重要，突变或缺失均会影响病毒的复制，这也进 一步证明 PCV DNA 进行滚环式复制［10］。对圆环病毒 Ｒep 蛋白进行系统进化树分析，推测认为圆环病毒 Ｒep 蛋白是矮化病毒属病毒的 Ｒep 蛋白与微小核糖核 酸样病毒编码的 ＲNA 绑定蛋白或原核细胞源性的解 旋酶的重组产物，有趣的是，Ｒep'蛋白中的移码位点 正是预测的病毒重组位点［11］。在很多其他单链 DNA 病毒中也发现了通过不同的剪辑方式合成产生不止一 个 Ｒep 蛋白的现象，但是不同的是，Ｒep 蛋白不能单 独启动猪圆环病毒的复制，而是由 Ｒep 蛋白与 Ｒep'
OＲF3 基因 位 于 PCV 的 OＲF1 区 域 内，但 是 与 OＲF1 的转 录 方 向 相 反，但 PCV1 和 PCV2 的 OＲF3 分别编码由 206 个氨基酸和 104 个氨基酸组成的蛋白 质，分子质量分别为 23. 2 ku 和 11. 9 ku。OＲF3 大小 的不同使得人们更加关注其对于病毒致病力的影响。 Liu 等发现 OＲF3 所编码的蛋白与 OＲF1 和 OＲF2 编码 的蛋白存在一定程度的相互作用，他们通过点突变将 OＲF3 缺 失， 并 通 过 质 粒 拯 救 病 毒 技 术 研 究 发 现 OＲF3 的缺 失 并 不 能 影 响 病 毒 的 复 制［17－18］。为 研 究
posed to chronic unpredictable mild stress ［J］． Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao，2010，8 （ 7） ： 662－669． ［32］ Jaggi AS，Bhatia N，Kumar N，et al． A review on animal models for screening potential anti － stress agents ［J］． Neurol Sci，2011，32 （ 6） ： 993－1005．
猪圆环病毒基因组结构与功能研究进展
代振江1，王伟丞2，曾智勇1* ，汤德元1，梁海英1，刘钊1，徐国1，叶百川1
（ 1． 贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳 550025； 2． 贵州省动物疫病控制中心，贵州 贵阳 550025）
摘要： 猪圆环病毒 （ PCV） 是单链环状 DNA 病毒，有 PCV1 和 PCV2 两种血清型，其中 PCV2 严重危害着世界养猪业。PCV2 因其严重的危害性
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Animal Husbandry ＆ Veterinary Medicine 2016 Vol. 48 No. 3
OＲF9 和 OＲF11 在 5' －3' 方向相同，位于病毒基因组 互补链上，这些阅读框相互重叠，使圆环病毒的遗传 物质得到了充分的利用。
图 1 参考基因组序列 （ AF027217） 绘制的 PCV2 基因组结构图谱
与病毒的复制有关，PCV 基因组正是在 Ｒep 与 Ｒep’ 负链 DNA。PCV1 全基因组由 1 759 或 1 758 个核苷
酸组成，PCV2 全基因组由长由 1 768 或者 1 767 个核
收稿日期： 2015－10－28 基金项目： 国家自然科学基金项目 （ 31560688） ； 贵州省科学技 术厅项目 ［黔科合 LH 字 （ 2014） 7670］； 贵州省动物疫病防控与兽 医公共卫生保障科技创新人才团队 （ 黔科合人才团队 ［2015］ 4016 号） 作者简介： 代振江 （ 1991 －） ，男，土家族，在读硕士，研究方 向： 动物传染病病原分子生物学，E－mail： 792128405@ qq. com * 通信作者： 曾智勇 （ 1978 －） ，男，教授，博士，硕士生导师， 研究方向： 从事动物传染病病原分子生物学研究，E－mail： as. zyzeng @ gzu. edu. cn
代过程中首次发现了 PCV1，PCV1 无致病性，但可在 动物体内广泛存在［1］。PCV2 为导致猪群发生仔猪断
复制和转录，因此对其基因组结构和功能的解析具有 重要的意义。本文对近年来相关文献进行综述，以期
奶后多系统衰竭综合征 （ PMWS） 、渗 出 性 表 皮 炎、 为 PCV 的致病机制、分子生物学和新型疫苗的研究
畜牧与兽医 2016 年 第 48 卷 第 3 期
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代振江，王伟丞，曾智勇． 猪圆环病毒基因组结构与功能研究进展 ［J］． 畜牧与兽医，2016，48 （ 3） ： 151－154 Dai Z J，Wang W C，Zeng Z Y，et al． Ｒesearch progress on genomic structure and function of porcine circovirus type 2 ［J］． Animal Husbandry ＆ Veterinary Medicine，2016，48 （ 3） ： 151－154
苷酸 组 成，目 前 出 现 了 新 的 1 766 个 核 苷 酸 的 病 毒［4］。PCV1 与 PCV2 两种基因型的核苷酸序列非常 保守，同源性皆在 90% 以上，而两种基因型之间的 核苷酸序列相似性却低于 80%，氨基酸的同源性小 于 76%［5－6］。PCV1 和 PCV2 基 因 组 内 含 11 个 潜 在 OＲFs，PCV2 各 OＲF 位置如图 1 所示。其中，OＲF1、 OＲF5、OＲF7 和 OＲF10 在 5' － 3' 方向相同，位于病毒 基因组的负链上，OＲF2、OＲF3、OＲF4、OＲF6、OＲF8、
increased phosphorylation of extracellular signal－regulated kinase in
pal neurogenesis by improving expression of connexin 43 in rats ex-
a rat model of post － traumatic stress disorder ［J］． Molecular Medicine Ｒeports，2011，4 （ 3） ： 445－449． ［30］ Gadek － Michalska A，Bugajski J． Ｒepeated handling，restraint，or chronic crowding impair the hypothalamic － pituitary － adrenocortical response to acute restraint stress ［J］． Journal of Physiology and Pharmacology，2003，54 （ 3） ： 449－459．
中图分类号： S855. 3
文献标志码： A
文章编号： 0529－5130（ 2016） 03－0151－04
猪圆环病毒属于圆环病毒科 （ Circoviridae） 圆环 病毒属，为 无 囊 膜 的 单 股 负 链 环 状 DNA 病 毒，长
及宿主细胞聚合酶的参与下，以滚环复制机制进行病 毒 DNA 的 复 制［3］。目 前 国 内 外 对 PCV2 的 OＲF1、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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［29］ Xiao B，Han F，Wang HT，et al． Single － prolonged stress induces
［31］ Li DQ，Li XJ，Duan JF，et al． Wuling Capsule promotes hippocam-
皮炎肾病综合征等疾病的主要病原，这类跟 PCV2 相 关的疾病统称作猪圆环病毒相关疾病 （ PCVAD） ［2］。 OＲF1 和 OＲF2 是 PCV 基因组的 2 个主要开放阅读
提供参考。
1 PCV 基因组结构
框，其中 OＲF1 编码病毒的 Ｒep 蛋白和 Ｒep’蛋白，