昆虫病毒简介

• 幼虫被感染后直至出现症状和病征的这段潜伏期受多 种因素的影响。 • 接种量少则潜伏期长。 • 幼虫龄期越后易感性一般较小，潜伏期也延长。 • 温度显著影响潜伏期长短，如家蚕在正常室温下5～7 天就出现病征，16 ℃ ～17时15天内不出现病征。 • 较高的相对湿度也能诱发某些昆虫发生病毒病 。
不同种类病毒的结构
2.1 昆虫病毒的基本特征
昆虫病毒的侵染活动：
• 在寄主外存在时没有代谢、生长和繁殖，只保 留在适宜条件下侵染寄主的潜在能力。 • 在不适宜的环境下活性较易丧失。
对温度很敏感，在55℃ －60℃时，病毒悬液几分钟内就会变性。 X-射线、γ-射线和紫外线照射能使病毒变性失活。 有囊膜的病毒容易被脂肪溶剂破坏。一般常用甲醛等消毒剂来消 毒被病毒污染的器皿和空气。
3.2 颗粒体病毒(GV)
• 颗粒体病毒（granulosis virus，简称GV） 在分类上属杆状病毒科B亚组，是有包涵 体的昆虫病毒。 • 目前为止国内外发现GV约130株，中国 发现约42株，其中26株为首次发现。
GV的一般形态特征
• 包涵体称颗粒体(granule) 或荚膜(capsule)。 • 先在被感染细胞的核内形成，但当核膜破裂后 可溢出到细胞质内。 • 包涵体很小。在电子显微镜下观察，颗粒体的 形状有卵形、椭圆形、长卵形等，通常直径为 0.1～0.3μm，长0.3～1.0μm。每个包涵体内一 般只有一个病毒粒子。有时也出现不正常的形 状。
2.2 昆虫病毒的分类
2.2.1分类依据：
①形态学特征
囊膜的有无；病毒粒子的形状、大小；亚显微结构等
②生物化学和生物物理学特征
核酸类型、核酸特性、蛋白质构成以及隔成分的含量、 分子量、浮力密度和沉降系数等
③生物学特征
病毒入侵生物体的复制过程、寄主范围和传递方式等
2.2 昆虫病毒的分类
• 2.2.2昆虫病毒的类群：
3.1 核型多角体病毒(NPV)
• 一般形态特征：
- 具有较大的包涵体，称为多角体 (polyhedra，简称IB或PIB)，在被感染的 细胞核内形成。 - 多角体大小常因寄主昆虫种类的不同而不同，
甚至在统一寄主细胞内，多角体的形状大小也 有区别。常见的形状有三角形、四角形、五角 形、立方体、不规则形等。
• CPV作为杀虫剂应用的不多，主要原因 是只侵染中肠上皮细胞，在自然界中以 慢性感染的地方病出现。如广泛用于生 物制剂尚须进一步进行安全试验研究。 • 当前CPV用于害虫防治实践的有日本赤 松毛虫(Dendrolimus spectabilis) CPV、。
CPV的一般形态特征
• 其包涵体和NPV相似，也是多角体，但只在被 感染细胞的细胞质内形成。质型多角体呈六角 形、四角形、球形、椭圆形等。 • 质型多角体的直径为0.5μm～25μm， 1个多角 体可包埋100～10 000个病毒粒子。病毒粒子为 球形二十面体，直径为30nm～60nm，有内、 外两个二十面壳，每个壳有12个小单位构造。
GV的交叉感染现象
• 鳞翅目幼虫可合并感染NPV和GV两种病 毒。如黄地老虎、菜粉蝶、粘虫等可同 时感染颗粒体病毒和NPV。粘虫的六龄 幼虫如单感染NPV，死亡率3.4％，单感 染颗粒体病毒，死亡率20%，如二种合 并感染，则死亡率为80％，死体为NPV 病征，体内主要是核型多角体，也有些 同时存在颗粒体。
GV的感染途径
• 通过口服进入易感虫体，颗粒体在中肠 中溶解，游离的病毒粒子通过肠道柱形 细胞的微绒毛而侵入，在这些细胞核中 增殖，新形成的颗粒体病毒释放于血淋 巴中而导致对其他组织的继发感染。 • 虫体外伤和寄生天敌产卵可引起GV对皮 下感染，也可经卵垂直传播。
GV的Hale Waihona Puke Baidu化性
• 颗粒体病毒的专化性较强，交叉感染的情况甚 为少见，一般认为颗粒体病毒是包涵体病毒含 DNA的各类中专化性最强的一类。 • 以往尚无颗粒体病毒能在植物或其他动物细胞 中增殖的报道。近年我国用小菜蛾细胞系 BCIRL-Px2-HNU3复制小菜粉蝶GV和用家蚕 细胞系Bm-21E-HNU5复制小菜蛾GV成功。
NPV的交叉感染性
• 一种昆虫也可合并感染两类不同的病毒， 如黄地老虎、菜粉蝶、粘虫、粉纹夜蛾、 云杉卷叶蛾等可合并感染核型多角体病 毒和颗粒体病毒。粘虫合并感染NPV和 GV时，GV能增强NPV的感染，有协同 增效作用。有些合并感染则有干扰作用， 如云杉卷叶蛾先感染的病毒妨碍后感染 病毒的发展。
NPV对昆虫的侵染
感病特征： 以鳞翅目为例：
感病初期无明显异常变化 行动迟缓食欲减退，体色变淡或呈油光 病虫常爬向寄主植物高处，死前体躯变软 以腹足紧附枝叶倒挂而死 皮肤则脆弱易裂，破后流出乳白色或褐色的 浓稠液体，内含大量新形成的核多角体。
NPV的感染途径
• 卵期被病毒污染的虫卵在幼虫孵化时因吞食卵 壳而感染。 • 舞毒蛾刚孵化出的幼虫常因食人染有LdNPV的 卵壳而致死。病死的初孵幼虫又为后期幼虫提 供接种源。在幼虫期因LdNPV引起的死亡率常 出现两个高潮，一是在孵化后1～2周，一是在 末龄幼虫期。
NPV的理化性状
• 不溶于水及多种有机溶剂如乙醇、乙醚、 三氯甲烷、苯、丙酮等 • 强酸或强碱溶液处理，能使多角体蛋白 质溶解。
NPV的理化性状
• 病毒粒子外有包涵体的保护，可在自然条件下 存活多年仍不失效。对低温有较高的忍受力。 • 如家蚕NPV在–135℃～–150℃条件下反复冻结 融解5次，其感染力不变。对高温的抵抗力较 差，如粉纹夜蛾NPV的失活温度为82～ 88℃10min，棉铃虫NPV的失活温度为75～ 80℃10min，粘虫的NPV在100℃经10min失活。
昆虫病毒应用简介
胡家鑫 2009.12
主要内容
• • • • • 1 前言 2 昆虫病毒的类群 3 重要昆虫病毒概述 4 昆虫病毒的生产 5 昆虫病毒在害虫防治上的应用
1. 前言
• 昆虫病毒是引起昆虫致病和死亡的重要 病原体。最早关于昆虫病毒的记载是中 国，在1149年出版的《农书》中，就记 载有家蚕的“高节”“脚肿”病，这就 是现在所称的核型多角体病毒病。
• 生物鉴定方法：
通过感染试验方法鉴别病毒的存在，比如接种 后能引起健虫发生同样疾病。
2.3 昆虫病毒的诊断鉴定
• 电子显微镜观察
通常包括超薄切片技术、负染色技术和投影技 术等。
• 血清学方法
该法可确定各个分离株的亲缘关系，鉴别用一 般方法难以区分的病毒。
• 生物化学及分子生物学研究鉴定
3 重要昆虫病毒的概述
到1986年前为止： • 国内外已从约1100种昆虫、螨类中分出 约1690种病毒 • 我国已从约7目26属190种昆虫中分离出 234株病毒
3 重要昆虫病毒的概述
• 已知昆虫病毒的寄主有鳞翅目、膜翅目、双翅 目、鞘翅目、直翅目、半翅目、同翅目、脉翅 目、革翅目、毛翅目、蜉蝣目、蜻蜓目等，尤 以鳞翅目为主要寄主。 • 昆虫病毒中的包涵体病约占90％以上，其中鳞 翅目寄主约为80％，双翅目10％。在无包涵体 病毒中，鳞翅目寄主占33％，双翅目23％，鞘 翅目18％，膜翅目2.5％
• 根据国际病毒分类委员会（ICTV） 1981 年通过的分类方案，所有已知病毒分为 54个科和群，此外还包括5个建议的或可 能的科和群。 • 目前已经明确分类地位的昆虫病毒有11 科。
2.3 昆虫病毒的诊断鉴定
• 一般的形态学和组织学方法：
根据染病虫体的症状进行诊断。凡是产生多角 体的病毒类型，用一般光学显微镜观察而明确 病毒的存在，并可采用某些染色方法来鉴别是 哪一类具包涵体的病毒。
3 重要昆虫病毒的概述
目前已知至少有20余类的昆虫病毒，但研 究历史最长、防治应用最广的是杆状病 毒科中的核型多角体病毒和颗粒体病毒 以及呼肠孤病毒科中的质型多角体病毒。
3.1 核型多角体病毒(NPV)
• 核型多角体病毒(nuclear polyhedrosis viruse,简称NPV)是研究得最早和最为详 细的一类昆虫病毒。 • 到1986年为止，国内外发现464株，中国 约124株，其中78株为首次发现。 • 在分类上为杆状病毒属（Baculovirus） 的A亚组。
GV对昆虫的侵染
• 感病特征： 感染初期无明显病征 之后出现反应迟钝和停止取食 随后虫体颜色发生改变，血液渐变乳白 感病虫体可能膨大或收缩 已死幼虫体壁脆弱，破后流出大量颗粒体。 染病幼虫可存活较长时间。 病死虫体有时用腹足倒挂枝叶上，呈“Λ”形。
GV的感病特征
• 染病幼虫常于幼虫期即死，有时也可活 至蛹期或成虫期。从染病到死亡所经时 间因虫而异。一般4～5天，可长至34天， 如粘虫。幼虫龄期、侵染剂量、温度等 因素也能影响这段时期的长短。
核型多角体病毒在电镜下的照片
NPV病毒粒子的形态结构
病毒粒子杆状，所以又称为病毒杆状体。 病毒粒子由外到内： 囊膜（内膜）——一层脂质膜 衣壳（内膜）——主要成分是蛋白质 髓核——由DNA组成，呈螺旋状 后两者加在一起成为核衣壳。 在NPV中，通常一个囊膜内由多个排列成束的核衣 壳，称为病 毒束。 一个品系的NPV，可能每个囊膜内均只有一个核衣壳，也由可能 每个囊膜内由1到多个核衣壳而成为“病毒束”，前者称为单粒 包埋型病毒，后者称为多粒包埋型病毒。
左图：霜天蛾GV的形 态
右图：小菜蛾GV经 碱处理后的病毒粒子
GV的理化性状
• 不溶于水和一般的有机溶剂如乙醚、乙 醇、丙酮、二甲苯等。 • 遇强酸或强碱，包涵体能迅速溶解，并 可使病毒粒子变性而失去侵染力。
GV的理化性状
• 可在室温下保存5年以上而不失侵染力。 • 高温可使其失活。 • 冰冻无多大危害。较低的温度有可能延 长贮存的时期。 • 紫外线或其他辐射线能使完整的病毒失 活。 • 用稀碱处理后可获得完整和具侵染性的 病毒粒子。
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1 BmCPV的包涵体形态，右下为该包涵体的模式图 2 家蚕质型CPV的包涵体形态，右上角为此包涵体的模式图 3 扬雪毒蛾CPV的多角体扫描电镜图像 4 舞毒蛾CPV包涵体的扫描电镜图像
CPV的理化性状
• 不溶于水，但在水中经较长时间可被蚀 刻，而从表面失去粒子。 • 在碱液中的溶解度比NPV多角体的溶解 度为小，如以稀Na2CO3液或其他稀碱液 处理，能失去表面病毒粒子，剩下不溶 解的多角体，呈多孔的海绵状。 • 在碱液中很快被破坏，在从多角体中分 离提纯时须加注意。
2 昆虫病毒的类群
• 病毒virus：一类形态最小，结构最简单 的微生物。由单一的核酸(RNA或DNA) 组成中心核、核外包裹一层外壳蛋白组 成。 • 病毒病viral disease：由病毒病原体引起 的疾病。
2.1 昆虫病毒的基本特征
昆虫病毒的一般构造：
- 昆虫病毒是一类没有细胞构造的生物体 - 主要组成是核酸和蛋白质。 - 病毒个体称为病毒粒子(virion)，由两部分构成：内面 是核心（core），成分为核酸；外层是衣壳(capsid)， 成分是蛋白质。 有些衣壳外包被有囊膜。成分为脂类。 核酸的功能是携带遗传信息，决定病毒的遗传变异性 和传染性。 蛋白质的功能是保护核酸，并决定病毒的抗原性。
3.3 质型多角体病毒(CPV)
• 质多角体病毒（cytoplasmic polyhedrosis virus， 简称CPV）的发现比NPV和GV都要迟。日本 蚕病学家石森直人早于1934年就观察到家蚕的 中肠上皮细胞内存在有多角体，但当时并未确 定是由一种新型病毒引起的。 • CPV可感染鳞翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目、 脉翅目5目昆虫，但主要见于鳞翅目和双翅目。 到1986年前国内外已发现CPV228株，代表种 为家蚕CPV。
NPV的感染途径
NPV的选择性与专化性
• 杆状病毒曾以选择性和专化性高而著称，但试 验证明一种昆虫的杆状病毒能感染其他昆虫的 事例并不少见。 • 家蚕NPV能侵染柞蚕等11种昆虫。欧洲云杉卷 叶蛾(Choristoneura murinana)的NPV能侵染云 杉卷叶蛾(C．funiiferana)、苹果囊蛾、李食心 虫、欧洲松梢卷叶蛾等。红棕灰夜蛾 (Sarcopolia illoba)NPV能侵染银纹夜蛾、黄地 老虎、粘虫等12种夜蛾科害虫。