病毒遗传与进化
病毒的遗传和变异及进化
multiple infection reactivation
the similar genetic type of inactivated particles co-infect a cell can produce infective recombinant filial virus
DNA ➢ originated from the original molecular
(replication independent )
methods of virus evolution research
➢ nucleotide / protein sequence mapping evolutionary tree
➢ genome sequence and evolution research
➢ genome composition and evolution research
replicative recombination
III. Virus recombination mechanism
>two type virus mixed infection : parental genetic material reassortment in the recombinant virus(filial generation )
2. mutations mode Natural mutations ： 10-3~10-6 Induced mutation：Physical chemistry way
3、Molecular mechanism of mutation
➢ point mutation（点突变）：samesense mutation（同义
一株新型鸭呼肠孤病毒山东分离株的分离鉴定与遗传进化分析
·研究论文·Chinese Journal of Animal Infectious Diseases中国动物传染病学报摘 要：为了确诊一起疑似由新型鸭呼肠孤病毒（NDRV ）引起感染的雏鸭的临床病例，本研究对山东某养殖场送检的病患雏鸭进行剖检、PCR 鉴定、病毒分离鉴定以及对分离株的S1基因序列进行比对分析。
鉴定结果显示：剖检后发现病鸭脾脏肿大、出血、坏死等为主要临床症状。
PCR 鉴定为DRV 阳性，鸭其他主要病原为PCR 阴性；病变组织样品过滤后经尿囊腔接种SPF 鸭胚可以致死鸭胚，对扩增的病毒S1基因进行测序和比对发现，该病毒与GenBank 中公布的NDRV 流行毒株处于同一分支，且Sigma C 蛋白氨基酸同源性达到了94.5%-98.7%，将该分离株命名为新型鸭呼肠孤病毒SDHZ 分离株。
该研究结果为我国NDRV 的流行病学监测和防控技术研究提供了基础材料和理论依据。
关键词：鸭呼肠孤病毒；分离；S1基因中图分类号：S852.659.4文献标志码： A文章编号：1674-6422（2021）05-0019-05Isolation, Identifi cation and Phylogenetic Analysis of a Novel Duck ReovirusIsolated from Shandong ProvinceLI Xuesong 1,2, SUN Y ue 2, SHI Xiaona 2, SU Xin 2, Y AN Dawei 2, W ANG Siqi 2, LIU Jinhua 1, LI Zejun 2(1. College of Veterinary Medicine, China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2. Shanghai Veterinary Research Institute,CAAS, Shanghai 200241, China)收稿日期： 2021-01-04基金项目：要疫病诊断与检测新技术研究”（2016YFD0500800）；上海市自然科学基金项目（17ZR1437400）作者简介：李雪松，男，副研究员，博士，主要从事禽病毒性传染病的防控技术工作通信作者：一株新型鸭呼肠孤病毒山东分离株的分离鉴定与遗传进化分析李雪松1,2，孙 悦2，石晓娜2，宿 鑫2，闫大为2，王思琪2，刘金华1，李泽君2（1.中国农业大学动物医学院，北京 100193；2.中国农业科学院上海兽医研究所，上海 200241）2021,29(5): 19-23Abstract: In order to diagnose a possible clinical case of Novel duck reovirus (NDRV) infection in poultry from Shandong province, we conducted animal anatomy, PCR method, virus isolation and identifi cation, sequence alignment and homology analysis of the isolated virus S1 gene. The pathogenic examination revealed liver hemorrhage and spleen necrosis in the diseased ducks. The tissue samples were tested DRV PCR positive and negative for other known duck viruses. Inoculation of tissue suspension into SPF duck embryos caused deaths within 6 days of inoculation. The S1 gene was amplifi ed in line with the NDRV epidemic strains published in GenBank and the Sigma C amino acids homology was 94.5%-97.5%. Therefore, the pathogen causing the disease of the ducklings was identifi ed as NDRV and the isolate was designated as SDHZ strain. The results of this study provided basic materials and information for the epidemiological surveillance and prevention of NDRV in China.Key words: Duck reovirus; isolation; S1 gene· 20 ·中国动物传染病学报2021年10月目前，呼肠孤病毒病已成为危害我国水禽养殖业的主要疫病之一，该病毒可以感染番鸭、半番鸭、樱桃谷肉鸭、麻鸭和鹅等水禽。
病毒的遗传与进化
五病毒变异的研究方法
• 病毒纯化 • 蚀斑分离法：即用高度稀释的病毒液感染 玻璃瓶或平皿中培养的单层细胞，由于病 毒呈现致细胞病变作用，而在单层细胞上 形成蚀斑。 • 病斑分离法；一些可以在鸡胚绒毛尿囊膜 上增殖的病毒，可以根据其在绒毛尿囊膜 上形成的病斑特征进行纯系分离。
• 细胞克隆：先在玻璃器皿内培养对病毒敏 感的细胞，待其生长成单层后，接种高度 稀释的原始毒种，短时间内30-60分温育后， 应用细胞分散剂，消化成单个细胞，再将 细胞悬液用营养液高度稀释，使每变异 • 病毒的变异主要源于其基因组的突变 和重组，并导致性状的改变。性状的变异 有的可以遗传，有的则不能遗传。 • 性状的变异通常包括： • 1、毒力的变异； • 2、抗原性的变异； • 3、空斑的变异； • 4、对某些理化因素抵抗力或依赖性的变异 等。
• 二、病毒突变 • 1、突变的概念： • 病毒的突变（Mutation）是指基因组 中核酸硷基顺序上的化学变化，可以是一 个核苷酸的改变，也可为上百上千个核苷 酸的缺失或易位。
• 终点稀释法： • 本法是在研究甲型流感病毒所谓的OD变异时 最早创立的。应用鸡胚羊膜囊分离甲型流感病 毒时，第一代羊水病毒对豚鼠红细胞量现很高 的凝集价，但对鸡红细胞的凝集价很低，称为 O相。取此第一代病毒在底倍稀释后作第二代 羊膜 腔传代，第二代病毒对豚鼠和鸡红细胞具 有几乎相等的凝集价，称为D相。但是如将第 一代病毒作高倍稀释后再行接种传代，则第二 代病毒仍能保持O相。如果随后继续应用这种 终点稀释度传代，一般可以无限地保持病毒O 相的性状。这是由于终点稀释时只有占多数的 O相病毒粒子能够获得感染下一代鸡胚的机会， 毒株性状因而保持变。
• 六、病毒变异的实际意义 • 1、研制减毒活疫苗：如ts株、宿主适应性突变株的研 制。 • 2、应用于基因工程： • 如何利用病毒突变和重组建立病毒生物学研究的有效方法， 如何利用重组病毒构建重要疾病基因治疗载体，是研究病 毒遗传和变异的主要目的之一。 • 虽然有一些病毒现已可通过序列分析进行其基因组研究， 但病毒重组作图、重配作图、中间型杂交、转录图和多肽 图等仍是研究病毒遗传图的重要方法。 • 在病毒基因功能研究中，经典的互补试验、克隆基因的互 补试验及利用突变和重组进行的顺式因子分析、反式因子 分析和基因瞬时表达，都有着不可替代的作用。 • 由于一些病毒可以感染动物和人类的特异组织细胞，利用 这些病毒构建表达外源基因载体，用于人类一些特殊疾病 的基因治疗，这一方面具有诱人的前景。
病毒的遗传与进化
二、
基因重组
二种不同的病毒或同一种病毒的二个不同毒株同时感 染同一细胞时，其核酸的复制可发生基因重组（Genetic recombination）。包括分子内重组、重配、或复活。 分子内重组（Intramolecular recombination）：是由 密切相关的二种不同病毒的核苷酸片段的交换而致。 重配（Reassortment）： 发生在基因组分节的RNA病 毒，如轮状病毒（11节段）、正粘病毒（6-8节段）、呼 肠孤病毒（10-12节段）等。 复活（Reactivation）：又称增殖性复活，是指用同 一株病毒产生不同程度致死性突变的若干病毒颗粒同时感 染某一细胞时，病毒重新具有感染性。
基因组变异
表型变异
常见的病毒表型变异现象：
空斑变异株（Plaque mutant）
抗体逃逸变异株（Ab escape mutant）
宿主范围突变株（Host range mutant） 温度敏感突变株（Temperature-sensitive mutant） 冷适应突变株（Cold-adapted）
1. 2. 3. 4. 5.
病毒的系统进化树：
定义： 病毒的进化可通过其核酸的变化反映出来，因此根据病 毒核酸序列的同源性，制作出反映进化上亲缘关系的树状图。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第十节 病毒的遗传与进化
一、 突 变
在病毒复制的过程中，产生无数的病毒颗粒， 其中少数可能会复制出错，称之为突变。
病毒基因组中单个核苷酸的改变称为点 变异。 小段或大段核苷酸缺失或插入。 缺损型干扰（Defective interfering, DI）：这型突变株本身不能复制，只有 在亲本野生株作为辅助病毒存在时才能 复制，但它又干扰亲本病毒的复制，导 致后者数量减少。
病毒进化的生态和遗传机制
病毒进化的生态和遗传机制在生命的漫长历程中，病毒是相对较新的成员。
然而，现代研究揭示了许多病毒的进化、遗传机制，以及与宿主生态之间的相互作用。
在本文中，我们将探讨这些问题，以便更好地了解这些微小生命的适应和变异。
病毒的进化路径一般来说，病毒的进化速度非常快，往往要快得多于宿主的进化速度。
这是因为病毒的随机变异率很高，并且它们的小身体能够在宿主体内快速繁殖。
通过快速繁殖和大量的遗传复制，病毒能够产生大量变异，从而避免被宿主的免疫系统识别并攻击。
但是，对病毒进化的理解仍然有很多限制。
其中一项挑战是了解到底有多少种病毒存在于自然界中。
已知的病毒数约为2000种，而预计存在的病毒数可达数十亿，这意味着在人们长期且广泛的观察中，很少有病毒被发现。
另一个问题是许多病毒对宿主并不致命。
比如说，人类身体内存在着大量的病毒，其中许多对我们造成极小或无害的影响。
这些常见的病毒被称为共生病毒，它们与宿主形成了一种共存关系，两者之间具有某种形式的平衡。
因此，对不同类型病毒进化的研究需要考虑经济、社会、文化和环境等多种因素的影响。
病毒的遗传机制与表观遗传学病毒在进化中通常有两种遗传机制：突变和重排。
突变是指单个病毒基因的突变，而重排是指不同病毒株之间的杂交和交换。
病毒遗传学的另一个主要领域是表观遗传学。
表观遗传学是指在遗传信息级别上作出改变的过程，而不是基因本身。
研究表观遗传学可以帮助我们理解病毒感染中病毒和宿主之间的相互作用。
病毒的表观遗传学是独特的，病毒利用一些特殊的机制来对宿主细胞进行编辑，这些机制包括：直接抑制宿主免疫系统、改变宿主信号通路、干扰宿主的RNA调控和特定蛋白质的翻译。
病毒和宿主生态之间的相互作用共生病毒是一种病毒，它在人体中生存，但除了稍有不适外，人体并不会因为它们而生病。
这种病毒与宿主的关系被认为是一种共生关系，病毒利用宿主资源来生存，而宿主受益于病毒的存在。
然而，若与共生病毒相反，病毒也可以通过潜伏甚至致命的感染来危害宿主。
病毒进化和遗传变异的机制分析和应用
病毒进化和遗传变异的机制分析和应用随着科学技术的不断发展，人类对于病毒的了解也越来越深入，然而病毒进化和遗传变异的机制还是很有意思的话题。
病毒进化和遗传变异可以让病毒适应环境的变化以求得更好的生存机会，而这也可能会导致病毒的变异变得更加致命。
在本文中，将重点探讨病毒进化和遗传变异的机制的分析和应用。
一、病毒进化的机制病毒进化是指病毒种群随着时间和环境改变而产生的微小变化。
它是一个漫长的过程，在这个过程中，病毒的基因组可能会发生点突变。
这些突变可能让病毒得到某些基因的增强或减弱，以更好地适应环境。
在病毒进化的过程中，是否会发生基因重组和水平转移也非常重要。
基因重组是指病毒的DNA或RNA链之间发生剪接，从而形成新的基因组序列。
而水平转移是指病毒的DNA或RNA链在种群之间的转移。
这些转移和重组过程常常会让病毒的基因组发生变化。
在进化的过程中，病毒的恶意性也可能会被改变。
例如，病毒可能会从不引起疾病的“温和”型转变为致命的“猛烈”型。
这些变化分别对全球健康和增长构成威胁，因此了解这些过程非常重要。
二、病毒遗传变异的机制病毒的遗传变异是指由于基因重组和突变而导致的遗传信息变化。
这些变化可能会导致病毒的外表、功能、感染途径等各方面发生变化。
病毒遗传变异的机制主要有突变、抗原漂变和基因重排三种。
1.突变突变是病毒存活的一种基本方式。
突变可以发生在病毒的DNA或RNA链上，它改变了病毒的基因组序列。
这些变异可能是单个核苷酸的改变或大规模的改变。
2.抗原漂变抗原漂变是病毒突变的一种形式，它影响病毒的抗原特性。
当病毒感染人体后，免疫系统会识别其表面上的特定蛋白，从而导致病毒被消灭。
然而，病毒在进化过程中可能会发生抗原漂变，从而改变其表面蛋白，从而抑制免疫系统的反应，因此病毒也继续存活下来了。
3.基因重排基因重排是指病毒基因组内的DNA或RNA链之间互相“串”来“串去”从而形成新的病毒基因组序列。
基因重排也是病毒进化和遗传变异的重要形式。
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异病毒的遗传能保持物种的相对稳定，维系生物界的平衡；而病毒的变异可导致新品种出现，孕育生物界的进化。
病毒是一类极为简单的分子生物，核酸是遗传的物质基础，核酸复制的忠实性使病毒具有稳定的遗传表现。
但由于病毒没有细胞结构，其遗传物质极易受外界环境及细胞内分子环境的影响而发生改变，病毒与其它生物相比，其遗传具有更大的变异性。
病毒的变异主要源于其基因组的突变和重组。
病毒突变一般分为自发突变和诱导突变。
自发突变是在没有任何已知诱变剂的条件下，病毒子代产生高比例的突变体，最后导致表型变异。
诱导突变则是利用不同的物理或化学诱变剂处理病毒，提高病毒群体突变率，诱导病毒子代出现特定的突变类型。
DNA病毒和RNA病毒在突变频率上有较大的差别。
病毒突变类型可从多层次、不同水平进行分类，但目前作为研究工具的突变体类型主要有无效突变体、温度敏感突变体、蚀斑突变体、宿主范围突变体、抗药性突变体、抗原突变体、回复突变体等。
病毒重组一般通过分子内重组、拷贝选择和基因重配三种机制完成。
分子内重组需要核酸分子的断裂及其它核酸分子的再连接，拷贝选择不涉及核酸分子的共价键断裂，基因重配则是具分段基因组病毒之间核酸片段交换，基因组各片段在子代病毒中随机分配。
病毒重组机制不同，其重组频率有很大差别，且RNA分段基因组病毒同型不同株病毒间的重组经重组重配机制进行，其重组率可高达50%。
通过病毒重组，可构建表达特定外源基因的重组病毒，可使灭活病毒经交叉感染或复感染得以复活，这在病毒的研究和利用上都具有重要意义。
病毒表型突变除了源于基因组的突变和重组外，还有一些非遗传因素影响病毒变异。
无囊膜病毒的转壳、表型混杂及具囊膜病毒的伪型病毒都可使病毒的表型发生改变。
病毒的同源干扰、缺陷干扰及缺陷病毒的存在也会对病毒表型变化产生影响。
如何利用病毒突变和重组建立病毒生物学研究的有效方法，如何利用重组病毒构建重要疾病基因治疗载体，是研究病毒遗传和变异的主要目的之一。
新冠病毒的遗传演化与进化动力学研究
新冠病毒的遗传演化与进化动力学研究2020年底，世界突然爆发了一种新型冠状病毒，被命名为SARS-CoV-2，引发了全球范围内的新冠疫情。
在这场严重的公共卫生危机中，科学家们迅速展开了对这种病毒的遗传演化和进化动力学的研究，以便更好地理解其传播规律和控制方法。
新冠病毒属于冠状病毒科，这一科中的病毒都具有较大的基因组，约为30千碱基对，使其更容易发生突变。
遗传演化是生物体适应环境变化的重要方式，而冠状病毒的遗传演化是通过突变和重组来实现的。
首先，我们来看一下新冠病毒的突变。
突变是DNA或RNA序列的意外改变，可以使病毒产生新的表型。
科学家对全球范围内的新冠病毒进行了全基因组测序，并发现了一些与传染性和严重程度相关的突变。
例如，D614G突变导致的氨基酸变化使得病毒更容易在人际传播时产生高浓度的病毒颗粒，从而增加了其传播性。
此外，还有其他突变如N501Y和E484K，它们可能与病毒的传播和抗体逃避有关。
这些突变的出现给疫情的管理带来了新的挑战，因为这些变种可能具有更高的传染性和致病性。
其次，我们来讨论一下新冠病毒的重组。
重组是指两个不同病毒株之间的基因交换，产生一个新的混合基因组。
新冠病毒的重组发生在其基因组中多个区域，包括编码蛋白质的区域和非编码区域。
研究表明，重组事件在新冠病毒的进化中起到了重要的作用，可能导致了一些重大的变化。
例如，新冠病毒的血浆清除中性抗体结合域的发展可能是由于重组事件。
这些重组事件可以导致新的病毒菌株的出现，进一步增加了病毒的遗传多样性。
针对新冠病毒的遗传演化和进化动力学的研究不仅可以帮助我们理解病毒的变异和传播规律，还可以指导疫苗和药物的研发。
例如，通过深入研究病毒的突变和重组，科学家可以预测病毒的未来发展方向，并调整疫苗的设计和药物的使用策略。
此外，对于新出现的病毒变种，科学家们还可以利用基因组测序技术追踪其传播路径，并及时采取控制措施。
值得注意的是，遗传演化和进化动力学研究不仅限于病毒本身，还需要考虑到病毒与宿主之间的相互作用。
《病毒的遗传与进化》课件
病毒，这微小而神秘的存在，隐藏了无尽的遗传与进化之谜。在这个PPT课件 中，我们将探索病毒的结构、功能、复制、进化和致病机理等方面，一起揭 秘病毒的奥秘。
什么是病毒
病毒是一种简单的非细胞生物，具有基因组并能在宿主细胞中复制。它们贪婪地寄生在生物体内，引发各种感染和 疾病。
病毒基因组中发生单个核苷酸替换、插入或删除。
2
基因重排
不同部分的基因组在病毒中重新组合，产生新的基因结构。
3
基因借用
病毒从宿主染色体中获取基因并嵌入自身基因组。
病毒遗传变异的相互关系
病毒遗传变异的不同类型相互关联，相互推动病毒的进化和适应能力。这些变异可能一起发生，造成更复杂的遗传 多样性。
病毒流行病学与地理分布
病毒的分类
Байду номын сангаасRNA病毒
具有RNA基因组的病毒，如流感病毒、HIV等。
DNA病毒
具有DNA基因组的病毒，如乙型肝炎病毒、疱疹病毒等。
病毒的基因组结构和功能
病毒的基因组可以是单链或双链的DNA或RNA，它们携带了病毒的遗传信息和编码致病蛋白的指令。
病毒的复制和扩散途径
1
侵入宿主细胞
病毒通过细胞表面的受体蛋白结合，进入宿主细胞内部。
突变
基因组的自然突变或由外部因素引 起的突变，导致病毒产生新特征。
病毒遗传变异的原因
1 基因复制错误
病毒复制过程中的错误导致基因组变异。
2 交互感染
不同病毒株在同一宿主细胞内交互感染，导致基因重组。
3 宿主免疫压力
宿主的免疫系统对病毒施加压力，促使病毒变异以逃避免疫攻击。
病毒遗传变异的类型
1
点突变
动物病毒学-第3章病毒的遗传和进化
第三章病毒的遗传和进化遗传和变异，是生物界不断地普遍发生的现象，也是物种形成和生物进化的基础，而病毒比任何生物都显示了巨大的遗传多样性，这主要是由于病毒没有细胞结构，病毒的基因组极易受外界环境及细胞内分子环境的影响而发生改变，不断地突变、重组和再分配的结果。
病毒的遗传能保持物种的相对稳定，维系生物界的平衡；而病毒的变异可导致新品种出现，孕育生物界的进化。
第一节病毒的变异病毒营无性增殖方式，故在核酸复制时能够产生与原核酸相同的子代基因组，从而保持其遗传性，大多数病毒具有明显的遗传稳定性，如伪狂犬病毒、痘病毒等的抗原性都是相当稳定的。
但是病毒没有细胞结构，缺乏独立的酶系统，故其遗传机构所受周围环境的影响尤其是宿主细胞内环境的影响特别深刻；加之，病毒繁殖迅速，可在短期内产生许多世代的大量后代病毒，变异的机率相应增高，这又决定了病毒遗传具有较大的变异性，例如禽流感病毒的抗原性很不稳定，不同年代、不同次的流行所分离的病毒株之间其抗原性都有差异。
其它性状，如病毒的毒力、形态、对理化因素的抵抗力等也经常发生变异。
总的来说，病毒的遗传是相对的，而变异才是绝对的。
一、突变的概念核酸是遗传变异的物质基础，病毒的变异大多是核酸的排列组合发生了不同于原来状态的变化，也就是在核酸复制过程中，碱基因某种原因发生位置或组成上的错误，例如置换、易位、重复、缺失等，因而产生了不符于原核酸分子的错误核酸，即所谓的突变（mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的化学变化，可以是一个核苷酸的改变，也可为上百上千个核苷酸的缺失或易位。
错误核酸中，多数不再能够构成完整的病毒粒子，也不能继续进行自我复制，所以许多突变是致死性的。
但也有一部分错误核酸，不仅能够组成病毒粒子，而且在病毒粒子增殖时将这种改变了的结构遗传下去，属于非致死性的。
除极少数病毒突变株能够适应环境选择外，大多数突变对病毒本身是致命的，不再具有存活和复制的能力。
二、病毒突变的类型病毒突变的类型可分病毒的基因组变异及表型变异，后者表现为病毒颗粒的理化特性或复制性质的改变。
病毒进化和生态遗传学特征分析
病毒进化和生态遗传学特征分析在当前的全球环境中，病毒的进化和变异是一个备受关注的话题。
随着科技的不断进步，我们越来越了解到病毒的生态遗传学特征，这对于我们预测和控制病毒传播具有重要的意义。
一、病毒生态系统及其进化病毒生态系统包括病毒、寄主和环境因素等。
病毒的进化和演化是受到这些因素的共同影响的。
寄主的免疫力不断发展，病毒需要不断的适应和进化才能在寄主中存活下来。
此外，环境因素如气候、地理位置等也会对病毒的演化和分布产生影响。
病毒的进化是非常快速和复杂的过程，它可能产生新的病毒毒株，这可能对大众的健康和医疗产生很大的危害。
正确的预测和有效的控制是相当重要的。
二、生态遗传学特征的分析生态遗传学的研究重点是遗传变异和环境适应性之间的关系，这对于理解病毒的进化规律和遗传策略有着重要的启示。
1. 基因突变病毒的存在依赖于基因组的完整性和准确性，任何基因的突变都可能影响病毒的功能。
这种突变可能是病毒DNA或RNA序列改变、插入、删除等，导致了在病毒毒株中的遗传变异。
2. 基因重组基因重组是指两种不同病毒的基因互相组合形成新的毒株。
这个过程通常发生在两种病毒感染同一个寄主的情况下，遗传物质之间的交互会产生新的遗传特征。
3. 病毒适应性进化随着寄主的进化和免疫系统的演化，病毒也在不断地调整自己的适应性属性以避免被免疫系统攻击。
病毒分成两种：一种是利用旧的特征来适应新的环境；另一种则是在新的环境中产生新的变化，以适应当前的情况。
三、对于病毒进化和生态遗传学特征的控制策略基因突变和重组是病毒演化的关键，控制的策略有以下几个方面：1. 加强公共卫生意识对于病毒的早期检测和隔离是非常重要的，通过大力宣传公共卫生意识，增加大众的疫情认知度和疫情预防意识，是真正有效遏制病毒的传播和进化。
2. 病毒监测和追踪对于不同地区不同时期的病毒状况进行监测和追踪，并及时报告疫情情况，可以获得及时的消息，为疫情预测和控制提供更有意义的信息。
病毒的遗传与变异
病毒的遗传与变异1、遗传：亲代与子代相似2、变异：亲代与子代或者子代不同个体之间不完全相同。
遗传决定了物种的延续，变异有利于物种的进化。
核酸传递遗传信息的基础在于其碱基的排列顺序，病毒核酸复制时能够产生完全等同于原核酸的新的核酸分子，从而保持遗传的稳定性。
病毒的突变机率较高，决定了病毒遗传的变异性。
遗传和变异是对立的统一体，遗传使物种得以延续，变异则使物种不断进化。
流感病毒的抗原性会因为核酸的复制、装配等各种因素而发生变化，有了这些变化，流感病毒就可以有效地逃避宿主的免疫清除。
病毒的突变病毒的突变(Mutation)：基因组中核酸的组成或结构发生改变。
点突变（狭义突变）:少数几对碱基的缺失、插入或置换。
大段染色体的缺失、重复、移位和倒位等较大范围内可遗传结构的改变（广义突变）。
突变体：携带突变的生物个体或群体、株系。
突变基因：包含突变位点的基因。
基本概念病毒株(strain)：同一种病毒的不同分离株或不同来源的病毒系病毒型别(type)：同种病毒的不同血清型别病毒野生型( Wildtype): 从自然宿主中新分离出的, 或者是实验室采用的病毒突变体(mutant)：与野生病毒株的不同表型的变异株,已清楚其机理病毒变异体(variant)：与野生病毒株的不同表型的变异株, 并不清楚其机理病毒准株(quasispecies):在一个宿主体内，子代病毒出现了与原始感染株不一致，该变异个体称为病毒准株。
自发突变和诱发突变病毒变异除自发、诱发突变外，还可能因混合感染引起的遗传重组。
病毒的变异主要源于其基因组的突变和重组。
1.自发突变：在无任何已知诱变剂的条件下产生的突变。
DNA病毒和RNA病毒的自发突变有明显区别:DNA：有一整套完整的DNA复制、核对、修正系统RNA：不能自动修复（RNA复制酶中缺少校正阅读活性）病毒复制比自发突变快得多，野生型种群处统治地位突变效率：DNA 10-8～10-11RNA 10-3～10-62.诱发突变：野生型病毒在各种理化因子存在的条件下提高突变力的措施 (适当的剂量、获得单一突变的突变体)根据诱发突变的本质和途径分为：体外诱变剂(静态)通过一些化学物质对核苷酸进行化学修饰→ 碱基配对发生改变→ （a.转换 b.颠换）亚硝酸、羟胺、烷化剂等体内诱变剂(动态)a.碱基类似物：通过互变异构效应造成碱基的转换和颠换b.插入剂：吖啶类染料插入到核酸分子之间，引起碱基堆积畸变，在下一步复制时造成核酸移码（碱基增加或缺失）→ 移码突变这两种物质所引起的核酸的变异，都需要病毒细胞处于代谢活性状态，此时核酸处于复制阶段，对处于静止状态的病毒无作用。
病毒的遗传变异与演化
病毒的遗传变异与演化病毒是一种微生物，最早的病毒记录可以追溯到3亿年前。
病毒并非真正的细胞，其基本结构由一段DNA或RNA包裹在一个外壳中组成。
在共生进化过程中，病毒逐渐适应寄生于生物体内，其外壳形态和功能也在不断地变化和演化。
本文将就病毒的遗传变异和演化进行探讨。
遗传变异病毒的遗传物质为DNA或RNA, 因此其生殖方式与生物体的方式存在巨大差异。
病毒的受体细胞是相对固定的，但是病毒的表面蛋白却拥有丰富的遗传变异性。
其表面蛋白的变异有以下几种方式：1. 突变病毒的遗传突变较为常见，通过繁殖过程的复制错误等因素，病毒基因组内部发生的变异被称为内突变。
举例来说，2019年新型冠状病毒疫情爆发后，病毒在不断复制过程中产生了几种突变，例如杀菌紫外线221纳米波长灭活后的病毒瞬间变异。
突变能够改变病毒的基因组，继而影响其表面蛋白的结构与功能。
然而大部分的突变对病毒的功能并没有显著影响，甚至还能增强病毒的传染性。
2. 重配重配是指在病毒基因组中，存在两段不同来源的RNA特异性质，这两段RNA间能够发生重组。
重组之后的病毒，在表面蛋白的结构上会发生变异，因此使生物体难以识别并排除病毒。
3. 易位病毒的基因组有时也会发生显著的易位，也即移动。
比如面部疱疹病毒可通过不同的易位过程进入新生宿主，形成不同的亚型。
演化病毒的演化本质是遗传变异与自然选择共同作用的结果。
尽管病毒的进化慢于其他生物，但其表面蛋白的遗传变异性使其更适应对环境变化和防御性免疫反应。
病毒的演化主要有两种方式：1.适应性进化作为外寄生微生物，病毒的进化主要是针对宿主免疫系统的反应而进行的。
宿主的免疫反应跟病毒的表面蛋白结构密切相关，因此病毒需要不断地变异，以适应新的免疫防御系统。
新型冠状病毒疫情中，新冠病毒即通过适应性进化不断演化出多种亚型和变异体，以逃避免疫系统的攻击。
2.自我进化病毒的自我进化是指病毒能够通过不断的适应性变异，进而培育形态更加稳定的亚型。
病毒是怎么形成的
病毒是怎么形成的病毒是怎么形成的病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微生物。
病毒同所有生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。
病毒是怎么形成的病毒的结构1.病毒的基本结构有核心和衣壳，二者形成核衣壳。
核心位于病毒体的中心，为核酸，为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息;衣壳是包围在核酸外面的蛋白质外壳。
衣壳的功能：①具有抗原性;②保护核酸;③介导病毒与宿主细胞结合。
2.病毒的辅助结构有些病毒核衣壳外还有一层脂蛋白双层膜状结构，是病毒以出芽方式释放，穿过宿主细胞膜或核膜时获得的，称之为包膜。
在包膜表面有病毒编码的糖蛋白，镶嵌成钉状突起，称为刺突。
有包膜病毒对有机溶剂敏感。
包膜功能：①保护核衣壳;②促进病毒与宿主细胞的吸附;③具有抗原性。
病毒出现假说1.蛋白质、核酸遗失说：大生物(此处大生物意思是具有细胞结构的生物，区别于病毒的非细胞结构生物)由于细胞脱落和破裂，导致游离的蛋白质和dna、rna的出现，在某种情况下，这些蛋白质由于化学作用形成了一个内部可容纳小分子的结构，里面裹着dna或者rna，甚至单独的蛋白质和单独的dna、rna游离，这些散落的游离的分子，有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性，大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞，其dna、rna得以表达，然后通过进化形成成熟的病毒。
2.生命起源说：病毒是最原始的生命体，早在没有细胞之前就有病毒存在，那时的病毒还只限于蛋白质和核酸，没有表现出病毒的寄生特征，当细胞体生物出现之后，个别这种蛋白质和核酸或他们的复合体表现出寄生性，这些散落的游离的分子，有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性，大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞，其dna、rna得以表达，然后通过进化形成成熟的病毒。
219457082_3_株猫细小病毒的分离鉴定及其遗传进化分析
·研究论文·Chinese Journal of Animal Infectious Diseases中国动物传染病学报摘 要：为了解猫细小病毒（FPV ）在国内的流行状况及其遗传变异和演化方向，本研究对采集的30份疑似感染FPV 的肛拭子进行检测，利用常规方法从中分离并鉴定出3株FPV 。
然后扩增出3株FPV 的VP2基因，利用DNAstar 等软件将获得的VP2基因与国内外报道的流行株和疫苗株的VP2基因序列进行比对和遗传进化分析。
研究结果显示，本文分离的3株FPV 均能在猫肾细胞中良好增殖，并产生典型致细胞病变（CPE ），在电子显微镜下呈现典型的细小病毒形态特征。
序列比对结果显示，此3株FPV 的VP2序列与国内外参考毒株的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为98.6%~99.8%和98.5%~99.8%；与疫苗株的VP2基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为99.1%~99.4%和99.1%~99.5%；进化树分析结果显示，本研究分离的FPV 与国内流行株及疫苗株均具有较近的遗传距离，并处于同一拓朴群，但是SH612株和ZZ6293株与疫苗株的距离稍微远些，处于不同的拓朴亚群。
本文研究结果丰富了中国FPV 的流行病学资料，为进一步研发FPV 疫苗提供了参考资料。
关键词：猫细小病毒；VP2；序列同源性；遗传进化中图分类号：S852.65文献标志码：A文章编号：1674-6422（2023）02-0086-07Isolation, Identifi cation and Genetic Evolution Analysis of Three Feline Parvovirus StrainsTANG Aoxing 1, LIU Chuncao 1, WANG Zhenzhen 1,2, MENG Chunchun 1, ZHU Jie 1, TANG Jingyu 1,LI Chuanfeng 1, GUO Hongyuan 1, SONG Xinyu 3, LIU Guangqing 1(1. Small Animal Infectious Disease Prevention and Control Innovation Team, Shanghai Veterinary Research Institute, CAAS, Shanghai 200241, China; 2. Xinjiang Agricultural University, Xinjiang 830052, China; 3. State Key Laboratory of Animal Genetic EngineeringVaccine, Qingdao 266114, China)收稿日期：2021-06-29基金项目：上海市科技兴农项目（沪农科创字（2019）第3-3号）；国家重点研发计划项目（2016YFD0500108、2016YFD0501003）；上海市科技兴农创新项目（沪农科创字(2019)第3-3号）；动物基因工程疫苗国家重点实验室开放课题（AGVSKL-ZD-202010）作者简介：汤傲星，男，博士研究生，预防兽医学专业通信作者：刘光清，E-mail：**************.cn.3株猫细小病毒的分离鉴定及其遗传进化分析汤傲星1，刘春草1，王真真1,2，孟春春1，朱 杰1，唐井玉1，李传锋1，郭宏元1，宋新宇3，刘光清1（1.中国农业科学院上海兽医研究所 小动物传染病预防与控制创新团队，上海200241；2.新疆农业大学，乌鲁木齐830052；3.动物基因工程疫苗国家重点实验室，青岛266114）2023,31(2):86-92Abstract: To understand the domestic prevalence of Feline p arvovirus (FPV) and its genetic variation and evolution, 30 anal swabs suspicious of FPV infection were collected for virus isolation. As a result, 3 FPV isolates were obtained and their VP2 gene was sequenced by PCR. Then VP2 gene homology of the epidemic strains and vaccine strains reported in the literature were aligned for genetic evolution analysis. The results showed that the VP2 gene of these 3 isolates had nucleotide and amino acid sequence identities at 98.6%-99.8% and 98.5%-99.8% with domestic/international reference strains and at 99.1%-99.4% and 99.1%-99.5% with the domestic vaccine strain. Furthermore, phylogenic tree analysis showed that these 3 isolates were grouped in the same branch as the domestic epidemic and vaccine strains except that the SH612 and ZZ6293 isolates are not in the same branch as the domestic vaccine strain. These results showed that the domestic FPV was obviously experiencing evolutionary trend, which was the reason why traditional vaccines couldn’t achieve good· 87 ·汤傲星等：3株猫细小病毒的分离鉴定及其遗传进化分析第31卷第2期 猫细小病毒（ F eline parvovirus, FPV）俗称猫瘟病毒，是一种可感染猫科动物的常见病原体，属于细小病毒科。
柯萨奇B4病毒5'UTR基因序列及遗传进化分析
中 图分 类 号 ： ３ ２ Ｒ ７ 文献 标 识 码 ： Ａ
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位点变异
缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株
这是一种缺失突变的产物。自身不能复制, 只有在亲本野生株作为辅助病毒存在时才 能复制,但又干扰亲本病毒的复制,导致后 者数量减少。
DI突变株特点
1. 含正常的衣壳蛋白质 2. 只含有正常基因组的一部分 3. 只能在正常同源病毒同时存在时才能繁殖, 这时同源病毒成为辅助病毒(helper virus) 4. 特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代 后,DI颗粒增多
二、表型变异
1. 毒力变异 2. 抗原性变异 3. 空斑变异 4. 条件致死性突变株
如：温度敏感性(ts)突变株
三、突变率
DNA病毒复制具有校正（proofreading） 功能 ，RNA的复制缺少校正机制，病毒 RNA复制的错误率远远高于病毒DNA。
第二节
诱变
紫外射线或X射线
亚硝基胍等化学试剂处理
Reassortment by independent
assortment during dual infection.
adapted from Treanor JJ Infect. Med. 15:714
第四节 病毒基因产物间的相互作用
补偿作用（complementation）
表型混合（phenotypic mixing）
virus A
virus B
或
复习思考题
1. 何谓DI突变株？其特点怎样？
2. 基因重组与重配的区别。
3. 病毒基因产物之间的相互作用表现在 哪些方面？
基因型混合（Genotype mixing）
一、补偿作用（complementation）
是指在感染的细胞中，病毒蛋白质之间由 于相互作用的结果，拯救了一种或两种病 毒或增加了病毒的产量。
二、表型混合（phenotype mixing）
两种病毒混合感染后，一个病毒的基因
组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两
两株病毒混合感染时，装配过程发生错误形成 主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未 改变，改变的生物学性状不能遗传
三、基因型混合（Genotype mixing）
指两种病毒的核酸偶尔混合装在同一病 毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包 在一个囊膜内，但它们的核酸都未重组 合，所以没有遗传性。
POLYPOIDY
株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平
上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为
重组。
Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes
二、重配(reassortment)
对于分节段的RNA病毒，通过交换
RNA节段而进行的重组称为重配。
个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。
PHENOTYPIC MIXING
PHENOTYPIC MIXING
no changes in genome possibly altered host range possibly resistant to antibody neutralization
表型混合特点：
定点诱变（site-directed mutagenesis）
将病毒基因组任何既定部位的核苷酸替换，或者使之 缺失，或者插入另一段核苷酸。
第三节
基因重组
分子内重组（intramolecular recombination） 重配（reassortment）
一、分子内重组
将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒
第三章
第一节
病毒的诱变
基因重组
第四节
病毒基因产物间的相互作用
第一节
突变
突变（mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的 化学变化，可以是一个核苷酸的改变，也可为上百 上千个核苷酸的缺失或易位。
基因组变异
表型变异
一、基因组变异
1.位点变异:单个核苷酸改变
2.缺失变异