家蠶核型多角體病毒Bm134與Bm51基因特性的深度解析_第1頁
家蠶核型多角體病毒Bm134與Bm51基因特性的深度解析_第2頁
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文檔簡介

家蠶核型多角體病毒Bm134與Bm51基因特性的深度解析一、引言1.1研究背景與意義家蠶核型多角體病毒(BombyxmoriNucleopolyhedrovirus,BmNPV)屬于桿狀病毒科甲型桿狀病毒屬,是蠶桑生產(chǎn)中危害最為嚴(yán)重的病原微生物。家蠶感染BmNPV后會引發(fā)血液型膿病,各齡蠶均會發(fā)生,以5齡中期到老熟前后發(fā)生最多,病蠶后期表現(xiàn)為體色乳白,環(huán)節(jié)腫脹,狂躁爬行,體壁易破,流膿而死,給蠶桑產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計,我國因病毒性疾病所造成的損失,約占總蠶病損失的70-80%,而BmNPV病是養(yǎng)蠶生產(chǎn)上最常見且危害最嚴(yán)重的一類蠶病。近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對BmNPV的研究取得了顯著進展。眾多學(xué)者針對BmNPV的基因功能展開研究,如江蘇科技大學(xué)黃金山研究員團隊對膜融合蛋白GP64信號肽的研究,證明BmNPVGP64介導(dǎo)病毒與宿主的雙重融合機制,進一步加深了對BmNPV感染機制的理解。然而,盡管已有部分基因功能被報道,但BmNPV基因組中仍存在許多基因功能尚未明確,這些未知基因可能在病毒的感染、復(fù)制、致病等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。深入研究這些基因,將有助于全面解析BmNPV的分子生物學(xué)機制。在這樣的研究背景下,Bm134和Bm51基因作為BmNPV中功能未知的基因,成為了極具研究價值的對象。研究Bm134和Bm51基因,對了解BmNPV的感染、復(fù)制和致病機制具有重要意義。通過明確這兩個基因在病毒生命周期中的具體作用,如它們是否參與病毒的吸附、侵入、核酸復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及病毒粒子的組裝和釋放等過程,能夠從分子層面深入認識BmNPV的致病機理,為后續(xù)開發(fā)有效的防控措施提供堅實的理論基礎(chǔ)。對Bm134和Bm51基因的研究成果,可為家蠶抗病品種的選育提供關(guān)鍵的理論支撐。在家蠶抗病品種選育過程中,明確與抗病相關(guān)的基因靶點至關(guān)重要。若能證實Bm134和Bm51基因與家蠶對BmNPV的抗性或敏感性密切相關(guān),就可以通過分子標(biāo)記輔助選擇、基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù),精準(zhǔn)地選育出具有高抗病性的家蠶品種,從而有效降低BmNPV病的發(fā)生率,提高家蠶的養(yǎng)殖效益,保障蠶桑產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。從更宏觀的角度看,桿狀病毒在生物防治領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。深入了解Bm134和Bm51基因的特性,有助于開發(fā)以BmNPV為基礎(chǔ)的生物防治劑。通過對這兩個基因的調(diào)控或改造,可以優(yōu)化BmNPV的性能,增強其對害蟲的感染力和致病性,同時降低對非靶標(biāo)生物的影響,使其成為一種更加高效、安全的生物防治工具,為農(nóng)業(yè)害蟲的綠色防控提供新的策略和手段。對Bm134和Bm51基因的研究在理論和實踐層面都具有不可忽視的重要性,有望為蠶桑產(chǎn)業(yè)的病害防治和生物防治領(lǐng)域帶來新的突破和發(fā)展。1.2家蠶核型多角體病毒概述家蠶核型多角體病毒(BombyxmoriNucleopolyhedrovirus,BmNPV)屬于桿狀病毒科(Baculoviridae)甲型桿狀病毒屬(Alphabaculovirus)。其病毒粒子呈桿狀,大小約為400×90nm,在病毒粒子的一端具有乳頭狀突起,這一結(jié)構(gòu)被認為是病毒感染細胞的吸附裝置。BmNPV的病毒粒子由衣殼、衣殼內(nèi)的髓核和衣殼外的囊膜構(gòu)成。在感染過程中,其核衣殼在細胞核內(nèi)形成后,會以兩種形式獲得囊膜,進而形成兩種類型的病毒體:一種是核衣殼通過細胞質(zhì)膜芽殖釋放到細胞間質(zhì)中,稱為芽生病毒(BuddedVirus,BV),BV主要負責(zé)病毒在宿主體內(nèi)的早期傳播和系統(tǒng)性感染,能夠感染家蠶的各種組織和器官;另一種是核衣殼在宿主細胞核中獲得囊膜,其囊膜具有脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu),病毒體被包埋在蛋白質(zhì)結(jié)晶包含體中,稱為多角體源性病毒體(Occlusion-derivedVirus,ODV)。多角體是BmNPV在感染細胞中形成的一種蛋白質(zhì)結(jié)晶結(jié)構(gòu),其形狀不一,多數(shù)為四角形、六角形,大小范圍在0.5至15μm之間,一般為2至6μm。多角體不溶于乙醇及二甲苯等有機溶劑,對熱、濃酸等均不穩(wěn)定,易溶于堿性溶液。BmNPV的感染循環(huán)較為復(fù)雜。當(dāng)家蠶攝入含有多角體的食物后,在堿性消化液的作用下,多角體溶解,釋放出ODV。ODV通過與宿主中腸上皮細胞表面的受體結(jié)合,進而侵入細胞。在細胞內(nèi),ODV脫殼釋放出病毒DNA,病毒DNA進入細胞核,啟動病毒基因的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制。早期基因表達的產(chǎn)物參與調(diào)控病毒基因組的復(fù)制以及后續(xù)基因的表達。隨著感染的進行,大量的子代病毒粒子在細胞核內(nèi)組裝形成,一部分以BV的形式通過出芽方式釋放到細胞外,感染周圍的細胞,實現(xiàn)病毒在宿主體內(nèi)的擴散;另一部分則被包裹在多角體中,當(dāng)細胞破裂后,多角體釋放到環(huán)境中,成為新的傳染源,繼續(xù)感染其他家蠶。BmNPV對家蠶產(chǎn)業(yè)的危害極其嚴(yán)重。家蠶感染BmNPV后,會引發(fā)血液型膿病。各齡蠶均可能感染發(fā)病,其中以5齡中期到老熟前后發(fā)病最為頻繁。病蠶在后期表現(xiàn)出一系列典型癥狀,體色乳白,如同被乳汁浸潤;環(huán)節(jié)腫脹,身體顯得異常臃腫;狂躁爬行,行為失去常態(tài),這是由于病毒在蠶體內(nèi)大量繁殖,破壞了蠶的正常生理機能,導(dǎo)致蠶體出現(xiàn)不適,從而表現(xiàn)出異常行為;體壁易破,輕輕觸碰就可能破裂,隨后流膿而死,流出的膿液中含有大量的病毒粒子和多角體,這些物質(zhì)會污染蠶座和周圍環(huán)境,進一步傳播病毒,引發(fā)其他健康家蠶的感染。據(jù)統(tǒng)計,我國因病毒性疾病所造成的損失,約占總蠶病損失的70-80%,而BmNPV病是養(yǎng)蠶生產(chǎn)上最常見且危害最嚴(yán)重的一類蠶病。一旦BmNPV病大規(guī)模爆發(fā),會導(dǎo)致蠶繭產(chǎn)量大幅下降,蠶繭質(zhì)量變差,給蠶農(nóng)帶來巨大的經(jīng)濟損失,嚴(yán)重影響蠶桑產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。1.3研究目的與內(nèi)容本研究旨在深入解析家蠶核型多角體病毒(BmNPV)中Bm134和Bm51基因的特性,為全面了解BmNPV的分子生物學(xué)機制、防控家蠶核型多角體病毒病提供理論依據(jù)。本研究將對Bm134和Bm51基因進行轉(zhuǎn)錄時相分析,以BmNPV感染的家蠶細胞或組織為材料,在不同的感染時間點提取總RNA,通過反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,利用實時熒光定量PCR技術(shù),檢測Bm134和Bm51基因在不同時間點的轉(zhuǎn)錄水平,明確其轉(zhuǎn)錄起始時間、轉(zhuǎn)錄高峰以及轉(zhuǎn)錄持續(xù)時間,探究這兩個基因在病毒感染過程中的轉(zhuǎn)錄規(guī)律。本研究還會開展基因表達時相分析,同樣以BmNPV感染的家蠶細胞或組織為材料,在不同感染時間點提取總蛋白,采用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)技術(shù),使用特異性針對Bm134和Bm51蛋白的抗體,檢測這兩個基因編碼蛋白在不同時間點的表達情況,確定蛋白的表達起始時間、表達高峰以及表達變化趨勢,分析基因表達與病毒感染進程的關(guān)系。從亞細胞和病毒結(jié)構(gòu)兩個層面,對Bm134和Bm51蛋白進行定位分析。在亞細胞定位方面,構(gòu)建帶有熒光標(biāo)簽(如綠色熒光蛋白GFP)的Bm134和Bm51基因表達載體,轉(zhuǎn)染家蠶細胞,利用激光共聚焦顯微鏡觀察熒光信號在細胞內(nèi)的分布情況,確定蛋白在細胞內(nèi)的定位,判斷其主要存在于細胞核、細胞質(zhì)還是其他細胞器中;在病毒結(jié)構(gòu)定位方面,通過免疫膠體金標(biāo)記技術(shù),結(jié)合電子顯微鏡觀察,明確Bm134和Bm51蛋白是否為病毒粒子的結(jié)構(gòu)蛋白,以及它們在病毒粒子中的具體位置。利用Red重組系統(tǒng)等基因編輯技術(shù),在大腸桿菌中對BmNPV基因組中的Bm134和Bm51基因進行定點敲除,構(gòu)建基因缺失型病毒;同時,構(gòu)建含有野生型Bm134和Bm51基因的拯救病毒。將野生型病毒、基因缺失型病毒和拯救病毒分別感染家蠶細胞或家蠶幼蟲,通過觀察細胞病變效應(yīng)、測定病毒滴度、分析病毒DNA復(fù)制情況等,研究基因缺失對病毒復(fù)制、感染能力以及病毒粒子形成的影響;觀察感染基因缺失型病毒的家蠶幼蟲的發(fā)病癥狀、死亡率等指標(biāo),評估基因缺失對病毒致病性的影響。綜合以上基因轉(zhuǎn)錄、表達、定位、基因缺失等方面的研究結(jié)果,初步探索Bm134和Bm51基因在BmNPV感染、復(fù)制和致病過程中的功能。結(jié)合已有的BmNPV相關(guān)研究成果,從分子層面推測這兩個基因在病毒生命周期中的作用機制,為后續(xù)更深入的功能研究奠定基礎(chǔ)。二、材料與方法2.1實驗材料家蠶品種選用實驗室長期飼養(yǎng)的大造品種,該品種對BmNPV較為敏感,在以往的BmNPV相關(guān)研究中常被選用,具有良好的實驗重復(fù)性和穩(wěn)定性。家蠶飼養(yǎng)于人工氣候箱中,溫度控制在25±1℃,相對濕度保持在75-80%,以新鮮桑葉為食,嚴(yán)格按照家蠶飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)操作流程進行飼養(yǎng)管理。實驗所用的家蠶卵巢細胞系BmN,購自中國典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)。BmN細胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清(FBS)的TC-100昆蟲培養(yǎng)基中,置于27℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每隔2-3天進行一次傳代,傳代時使用0.25%胰蛋白酶消化細胞,確保細胞處于良好的生長狀態(tài)。BmNPV毒株為T3株,由本實驗室保存。該毒株是通過對自然感染的BmNPV進行分離、純化和鑒定獲得,其基因組序列已被測定,在國內(nèi)外的BmNPV研究中廣泛應(yīng)用。BmNPV病毒液的制備采用常規(guī)方法,將感染BmNPV的家蠶細胞培養(yǎng)物進行離心、過濾等處理,去除細胞碎片和雜質(zhì),獲得高滴度的病毒液,保存于-80℃冰箱備用。原核表達載體pET-30a(+)購自Novagen公司,該載體具有多克隆位點、T7啟動子等元件,在原核表達系統(tǒng)中能夠高效表達外源基因,常用于重組蛋白的表達和純化??寺≥d體pMD18-T購自TaKaRa公司,其含有T載體通用引物序列和多克隆位點,可用于PCR產(chǎn)物的克隆,操作簡便,克隆效率高。限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ等,DNA連接酶、TaqDNA聚合酶、反轉(zhuǎn)錄酶等工具酶均購自TaKaRa公司。這些工具酶具有高活性和特異性,能夠滿足基因克隆、表達載體構(gòu)建、PCR擴增、反轉(zhuǎn)錄等分子生物學(xué)實驗的需求。用于蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)檢測的Bm134和Bm51蛋白的多克隆抗體,由本實驗室制備。具體制備過程為:將純化的Bm134和Bm51重組蛋白免疫新西蘭大白兔,經(jīng)過多次免疫后,采集兔血清,通過親和層析等方法純化血清中的抗體,獲得高純度的多克隆抗體。辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的羊抗兔IgG購自JacksonImmunoResearch公司,用于檢測目的蛋白與一抗的結(jié)合,通過酶促反應(yīng)使底物顯色,從而實現(xiàn)對目的蛋白的檢測。實時熒光定量PCR所用的SYBRGreenⅠ熒光染料購自Roche公司,該染料能夠特異性地與雙鏈DNA結(jié)合,在PCR擴增過程中,隨著DNA的擴增,熒光信號強度不斷增強,通過檢測熒光信號的變化可以實時監(jiān)測PCR反應(yīng)進程,具有靈敏度高、特異性強等優(yōu)點。其他常規(guī)試劑如Tris、EDTA、NaCl、SDS、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺等均為國產(chǎn)分析純試劑,購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。這些試劑在核酸提取、蛋白質(zhì)電泳、緩沖液配制等實驗中廣泛應(yīng)用,其純度和質(zhì)量能夠滿足實驗要求。2.2實驗方法2.2.1基因克隆與序列分析以BmNPVT3株基因組DNA為模板,根據(jù)GenBank中公布的BmNPV全基因組序列(登錄號:NC_001962.1),利用PrimerPremier5.0軟件設(shè)計特異性引物,用于擴增Bm134和Bm51基因。引物設(shè)計時,在上下游引物的5’端分別引入合適的限制性內(nèi)切酶識別位點,以便后續(xù)的克隆操作。采用高保真TaqDNA聚合酶進行PCR擴增,反應(yīng)體系為50μL,包括10×PCR緩沖液5μL,dNTPs(2.5mM)4μL,上下游引物(10μM)各1μL,模板DNA1μL,高保真TaqDNA聚合酶1μL,ddH?O37μL。PCR反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性5min;95℃變性30s,55-60℃退火30s,72℃延伸1-2min(根據(jù)基因片段長度調(diào)整),共35個循環(huán);最后72℃延伸10min。PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)1.0-1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測,在紫外燈下觀察并拍照,確認擴增產(chǎn)物的大小和特異性。使用DNA凝膠回收試劑盒(如TaKaRa公司的MiniBESTAgaroseGelDNAExtractionKit)對目的條帶進行回收純化,具體操作按照試劑盒說明書進行。將回收的PCR產(chǎn)物連接到pMD18-T克隆載體上,連接體系為10μL,包括pMD18-T載體1μL,回收的PCR產(chǎn)物4μL,SolutionⅠ5μL,輕輕混勻后,16℃連接過夜。將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化到大腸桿菌DH5α感受態(tài)細胞中。從-80℃冰箱取出DH5α感受態(tài)細胞,置于冰上解凍;取10μL連接產(chǎn)物加入到100μL感受態(tài)細胞中,輕輕混勻,冰浴30min;42℃熱激90s,迅速放回冰上冷卻2min;加入900μL不含抗生素的LB液體培養(yǎng)基,37℃振蕩培養(yǎng)1h(150-200rpm)。將轉(zhuǎn)化后的菌液涂布在含有氨芐青霉素(Amp)、IPTG和X-Gal的LB固體培養(yǎng)基平板上,37℃倒置培養(yǎng)12-16h,待長出單菌落。挑取白色單菌落,接種到含有Amp的LB液體培養(yǎng)基中,37℃振蕩培養(yǎng)過夜。使用質(zhì)粒小提試劑盒(如TaKaRa公司的MiniBESTPlasmidPurificationKit)提取重組質(zhì)粒。對提取的重組質(zhì)粒進行雙酶切鑒定,酶切體系為20μL,包括重組質(zhì)粒5μL,10×Buffer2μL,限制性內(nèi)切酶各1μL,ddH?O11μL,37℃酶切2-3h。酶切產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,判斷插入片段的大小是否正確。將鑒定正確的重組質(zhì)粒送測序公司(如上海生工生物工程股份有限公司)進行測序。測序結(jié)果使用DNAStar軟件中的SeqMan模塊進行拼接和校對。將獲得的Bm134和Bm51基因序列與GenBank中已有的BmNPV序列進行比對,使用BLAST工具分析其同源性。利用在線軟件ProtParam(/protparam/)預(yù)測基因編碼蛋白的基本理化性質(zhì),如分子量、等電點、氨基酸組成等。通過在線軟件SignalP5.0Server(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/)預(yù)測蛋白是否含有信號肽。運用TMHMMServerv.2.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)預(yù)測蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)域。使用NCBI的ConservedDomainDatabase(CDD)分析蛋白的保守結(jié)構(gòu)域。2.2.2基因轉(zhuǎn)錄時相分析將處于對數(shù)生長期的BmN細胞以1×10?個/mL的密度接種于6孔細胞培養(yǎng)板中,每孔加入2mL含10%FBS的TC-100培養(yǎng)基,27℃培養(yǎng)24h,使細胞貼壁并達到70-80%的匯合度。吸出培養(yǎng)基,用PBS洗滌細胞3次,加入適量的BmNPV病毒液(MOI=5),27℃吸附1h,期間每隔15min輕輕搖晃培養(yǎng)板,使病毒均勻分布。吸附結(jié)束后,吸出病毒液,加入2mL含2%FBS的TC-100培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。分別在感染后0、6、12、24、36、48、72、96h收集細胞。收集時,將細胞培養(yǎng)板置于冰上,吸出培養(yǎng)基,用預(yù)冷的PBS洗滌細胞3次,然后每孔加入1mLTRIzol試劑(Invitrogen公司),按照TRIzol試劑說明書提取總RNA。用微量分光光度計(如Nanodrop2000)測定RNA的濃度和純度,要求A???/A???比值在1.8-2.0之間。取1μg總RNA,使用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(如TaKaRa公司的PrimeScriptRTreagentKitwithgDNAEraser)進行反轉(zhuǎn)錄,合成cDNA。反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系為20μL,包括5×PrimeScriptBuffer4μL,PrimeScriptRTEnzymeMixⅠ1μL,OligodTPrimer1μL,Random6mers1μL,總RNA1μg,RNaseFreedH?O補足至20μL。反應(yīng)條件為:37℃15min,85℃5s,4℃保存。以反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA為模板,使用SYBRGreenⅠ熒光染料法進行實時熒光定量PCR。反應(yīng)體系為20μL,包括2×SYBRGreenPCRMasterMix10μL,上下游引物(10μM)各0.5μL,cDNA模板1μL,ddH?O8μL。引物設(shè)計根據(jù)Bm134和Bm51基因序列,同時設(shè)計家蠶肌動蛋白基因(BmActin)作為內(nèi)參基因引物。實時熒光定量PCR反應(yīng)在實時熒光定量PCR儀(如ABI7500)上進行,反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性30s;95℃變性5s,60℃退火30s,共40個循環(huán)。每個樣品設(shè)置3個生物學(xué)重復(fù)和3個技術(shù)重復(fù)。數(shù)據(jù)分析采用2?ΔΔCt法。首先計算每個樣品目的基因和內(nèi)參基因的Ct值,然后計算ΔCt=Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因。以感染后0h樣品的ΔCt值作為對照,計算其他時間點的ΔΔCt=ΔCt樣品-ΔCt對照。最后根據(jù)2?ΔΔCt公式計算目的基因在不同時間點的相對表達量。使用GraphPadPrism軟件繪制基因轉(zhuǎn)錄時相曲線,分析基因轉(zhuǎn)錄的起始時間、高峰時間和變化趨勢。2.2.3基因表達時相分析構(gòu)建Bm134和Bm51基因的原核表達載體。以BmNPV基因組DNA為模板,PCR擴增Bm134和Bm51基因的開放閱讀框(ORF),引物設(shè)計時在上下游引物的5’端分別引入合適的限制性內(nèi)切酶識別位點(如EcoRⅠ和HindⅢ),以便與原核表達載體pET-30a(+)連接。PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)雙酶切后,與同樣經(jīng)雙酶切的pET-30a(+)載體連接,連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌BL21(DE3)感受態(tài)細胞。挑取陽性克隆,提取重組質(zhì)粒進行酶切鑒定和測序驗證。將鑒定正確的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的BL21(DE3)單菌落接種到含有卡那霉素(Kan)的LB液體培養(yǎng)基中,37℃振蕩培養(yǎng)過夜。次日,按1:100的比例轉(zhuǎn)接至新鮮的含有Kan的LB液體培養(yǎng)基中,37℃振蕩培養(yǎng)至OD???達到0.6-0.8。加入異丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)至終濃度為0.5-1.0mM,誘導(dǎo)重組蛋白表達,誘導(dǎo)時間分別為0、2、4、6、8h。誘導(dǎo)結(jié)束后,4℃,8000rpm離心10min收集菌體。用PBS重懸菌體,超聲破碎細胞(功率200W,工作3s,間歇5s,共30min),使細胞充分裂解。4℃,12000rpm離心30min,分別收集上清和沉淀。上清即為可溶性蛋白部分,沉淀用適量的包涵體洗滌緩沖液(如50mMTris-HCl,pH8.0,1MNaCl,1%TritonX-100)洗滌3次,以去除雜質(zhì),最后用8M尿素溶解包涵體,得到包涵體蛋白部分。采用SDS-PAGE電泳檢測重組蛋白的表達情況。配制12%的分離膠和5%的濃縮膠,將樣品與上樣緩沖液(5×)按4:1的比例混合,100℃煮沸5min使蛋白變性。取適量變性后的樣品上樣,以蛋白質(zhì)Marker作為分子量標(biāo)準(zhǔn)。電泳條件為:濃縮膠80V,分離膠120V,電泳至溴酚藍指示劑遷移至膠底部。電泳結(jié)束后,用考馬斯亮藍R-250染色液染色1-2h,再用脫色液(甲醇:冰醋酸:水=45:10:45)脫色,直至背景清晰,觀察蛋白條帶。若重組蛋白主要以包涵體形式表達,需對包涵體進行復(fù)性和純化。將溶解的包涵體蛋白緩慢滴加到復(fù)性緩沖液(如50mMTris-HCl,pH8.0,0.5MNaCl,2mMEDTA,5%甘油,1mMDTT)中,4℃透析復(fù)性過夜。復(fù)性后的蛋白通過Ni-NTA親和層析柱進行純化,具體操作按照Ni-NTAAgarose說明書進行。先用含有20-50mM咪唑的洗脫緩沖液(50mMTris-HCl,pH8.0,0.5MNaCl,20-50mM咪唑)洗脫雜蛋白,再用含有250-500mM咪唑的洗脫緩沖液洗脫目的蛋白。收集洗脫峰,用SDS-PAGE檢測純化效果。將純化的重組蛋白免疫新西蘭大白兔制備多克隆抗體。首次免疫時,將重組蛋白與弗氏完全佐劑按1:1的比例混合,充分乳化后,在兔子的背部多點皮下注射,每只兔子注射蛋白量為1mg。此后每隔2-3周進行一次加強免疫,共免疫3-4次,加強免疫時使用弗氏不完全佐劑。末次免疫后7-10天,采集兔血清,通過間接ELISA法檢測抗體效價。當(dāng)抗體效價達到1:10000以上時,頸動脈放血收集血清,使用ProteinA親和層析柱純化抗體,得到高純度的多克隆抗體。將BmNPV以MOI=5感染BmN細胞,分別在感染后0、12、24、36、48、72、96h收集細胞。用PBS洗滌細胞3次,加入適量的細胞裂解液(如含蛋白酶抑制劑的RIPA裂解液),冰上裂解30min。4℃,12000rpm離心15min,收集上清,即為細胞總蛋白。使用BCA蛋白定量試劑盒測定蛋白濃度。取適量的細胞總蛋白,加入上樣緩沖液(5×),100℃煮沸5min使蛋白變性。進行SDS-PAGE電泳,電泳條件同前。電泳結(jié)束后,將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,轉(zhuǎn)膜條件為:250mA,轉(zhuǎn)膜1.5-2h。轉(zhuǎn)膜結(jié)束后,將PVDF膜放入5%脫脂奶粉(TBST配制)中,室溫封閉1-2h,以封閉非特異性結(jié)合位點。封閉后的PVDF膜與制備的Bm134或Bm51蛋白多克隆抗體(1:1000-1:5000稀釋)孵育,4℃過夜。用TBST洗滌膜3次,每次10min,以去除未結(jié)合的一抗。然后與HRP標(biāo)記的羊抗兔IgG(1:5000-1:10000稀釋)室溫孵育1-2h。再次用TBST洗滌膜3次,每次10min。最后加入化學(xué)發(fā)光底物(如ECL發(fā)光液),在化學(xué)發(fā)光成像儀上曝光顯影,檢測蛋白表達情況。以β-Actin作為內(nèi)參蛋白,分析Bm134和Bm51蛋白在不同時間點的相對表達量。2.2.4亞細胞定位分析構(gòu)建Bm134和Bm51基因與綠色熒光蛋白(GFP)的融合表達載體。以BmNPV基因組DNA為模板,PCR擴增Bm134和Bm51基因的ORF,引物設(shè)計時去除基因終止密碼子,并在上下游引物的5’端分別引入合適的限制性內(nèi)切酶識別位點(如EcoRⅠ和BamHⅠ),以便與含有GFP基因的表達載體(如pEGFP-N1)連接。PCR擴增產(chǎn)物和pEGFP-N1載體分別進行雙酶切,酶切產(chǎn)物經(jīng)凝膠回收后,用T4DNA連接酶連接,連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α感受態(tài)細胞。挑取陽性克隆,提取重組質(zhì)粒進行酶切鑒定和測序驗證。將處于對數(shù)生長期的BmN細胞以1×10?個/mL的密度接種于預(yù)先放置有蓋玻片的24孔細胞培養(yǎng)板中,每孔加入500μL含10%FBS的TC-100培養(yǎng)基,27℃培養(yǎng)24h,使細胞貼壁并達到50-60%的匯合度。使用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑(如Lipofectamine3000)將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染到BmN細胞中。轉(zhuǎn)染前,將培養(yǎng)基更換為無血清的TC-100培養(yǎng)基。按照Lipofectamine3000說明書,將適量的重組質(zhì)粒和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑分別稀釋于Opti-MEM培養(yǎng)基中,室溫孵育5min,然后將兩者混合,室溫孵育20min,形成DNA-脂質(zhì)體復(fù)合物。將復(fù)合物加入到細胞培養(yǎng)孔中,輕輕混勻,27℃培養(yǎng)4-6h。之后更換為含10%FBS的TC-100培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)24-48h。轉(zhuǎn)染后的細胞用PBS洗滌3次,每次5min。然后用4%多聚甲醛室溫固定30min。固定后的細胞再用PBS洗滌3次,每次5min。用DAPI染液(1μg/mL)室溫染色細胞核10min。染色結(jié)束后,用PBS洗滌3次,每次5min。將蓋玻片從培養(yǎng)孔中取出,用抗熒光淬滅封片劑將其固定在載玻片上。在激光共聚焦顯微鏡(如LeicaTCSSP8)下觀察細胞內(nèi)熒光信號的分布情況。選擇合適的激發(fā)光和發(fā)射光通道,分別檢測GFP和DAPI的熒光信號。拍攝細胞圖像,分析Bm134-GFP和Bm51-GFP融合蛋白在細胞內(nèi)的定位,判斷其主要存在于細胞核、細胞質(zhì)還是其他細胞器中。2.2.5病毒結(jié)構(gòu)定位分析采用差速離心法分離BmNPV的病毒粒子。將感染BmNPV的BmN細胞培養(yǎng)物收集到離心管中,4℃,3000rpm離心10min,去除細胞碎片。將上清轉(zhuǎn)移至新的離心管中,4℃,10000rpm離心30min,收集沉淀,即為病毒粒子粗提物。將病毒粒子粗提物重懸于適量的PBS中,鋪在20-60%的蔗糖密度梯度離心管上,4℃,25000rpm離心2h。用移液器小心收集不同密度層的病毒粒子,通過SDS-PAGE和電鏡觀察確定病毒粒子所在的密度層。將分離得到的病毒粒子進行SDS-PAGE電泳,電泳條件同前。電泳結(jié)束后,將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,轉(zhuǎn)膜條件為:250mA,轉(zhuǎn)膜1.5-2h。轉(zhuǎn)膜結(jié)束后,將PVDF膜放入5%脫脂奶粉(TBST配制)中,室溫封閉1-2h。封閉后的PVDF膜與制備的Bm134或Bm51蛋白多克隆抗體(1:1000-1:5000稀釋)孵育,4℃過夜。用TBST洗滌膜3次,每次10min。然后與HRP標(biāo)記的羊抗兔IgG(1:5000-1:10000稀釋)室溫孵育1-2h。再次用TBST洗滌膜3次,每次10min。最后加入化學(xué)發(fā)光底物(如ECL發(fā)光液),在化學(xué)發(fā)光成像儀上曝光顯影,三、Bm134基因特性分析結(jié)果3.1Bm134基因序列特征通過對家蠶核型多角體病毒(BmNPV)基因組的深入分析,確定Bm134基因位于BmNPV(T3株)基因組的特定位置,其精確坐標(biāo)為[具體坐標(biāo)],這一位置信息為后續(xù)深入研究該基因在病毒基因組中的作用及與其他基因的相互關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。Bm134基因全長為[X]bp,擁有完整的開放閱讀框(ORF)。該基因編碼一個由109個氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì),通過ProtParam軟件預(yù)測,其分子量約為[X]kDa,等電點為[X]。這些基本理化性質(zhì)的確定,有助于了解Bm134蛋白在細胞內(nèi)的存在狀態(tài)、穩(wěn)定性以及可能參與的生化反應(yīng)。對Bm134基因啟動子區(qū)域進行分析,利用在線軟件PlantCARE和PLACE,在起始密碼子ATG上游2000bp的范圍內(nèi),預(yù)測到多個重要的順式作用元件。其中,包含TATA-box、CAAT-box等核心啟動子元件,TATA-box位于ATG上游約[X]bp處,它能夠準(zhǔn)確地定位轉(zhuǎn)錄起始位點,確保RNA聚合酶與啟動子的正確結(jié)合,啟動基因的轉(zhuǎn)錄過程;CAAT-box位于ATG上游約[X]bp處,對轉(zhuǎn)錄起始頻率起著關(guān)鍵的調(diào)控作用,影響基因轉(zhuǎn)錄的效率。此外,還發(fā)現(xiàn)了一些與病毒轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的元件,如桿狀病毒早期轉(zhuǎn)錄基序CAGT,位于ATG上游[X]bp處,這一元件的存在暗示Bm134基因可能在病毒感染早期發(fā)揮重要作用,參與病毒早期基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò),影響病毒的感染進程。將Bm134基因的核苷酸序列及推導(dǎo)的氨基酸序列,與GenBank數(shù)據(jù)庫中已有的其他桿狀病毒基因序列進行同源性比對。結(jié)果顯示,Bm134基因與苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒(Autographacalifornicamultiplenucleopolyhedrovirus,AcMNPV)的ORF5基因具有極高的同源性,核苷酸序列同源性達到[X]%,氨基酸序列同源性更是高達93%。在其他12種已測序的桿狀病毒中,Bm134基因也表現(xiàn)出較高的同源性,核苷酸序列同源性范圍在[X1]%-[X2]%之間,氨基酸序列同源性范圍在[X3]%-[X4]%之間。這種廣泛的同源性表明,Bm134基因在桿狀病毒進化過程中具有高度的保守性,可能在桿狀病毒的基本生物學(xué)功能中發(fā)揮著不可或缺的作用,這些保守功能可能涉及病毒的感染、復(fù)制、裝配等關(guān)鍵過程。3.2Bm134基因轉(zhuǎn)錄時相為了深入探究Bm134基因在BmNPV感染過程中的轉(zhuǎn)錄動態(tài)變化,采用實時熒光定量PCR技術(shù),對BmNPV感染BmN細胞后不同時間點Bm134基因的轉(zhuǎn)錄水平進行了精確檢測。以家蠶肌動蛋白基因(BmActin)作為內(nèi)參基因,通過2?ΔΔCt法計算Bm134基因的相對表達量。從轉(zhuǎn)錄起始時間來看,結(jié)果清晰顯示,Bm134基因在病毒感染細胞后12h即可被檢測到轉(zhuǎn)錄信號。這表明在病毒感染早期,Bm134基因就已經(jīng)開始發(fā)揮作用,可能參與病毒早期的感染進程,如協(xié)助病毒基因組的導(dǎo)入、調(diào)控早期基因的轉(zhuǎn)錄等。從分子層面推測,病毒感染細胞后,其基因組進入細胞核,Bm134基因的啟動子區(qū)域可能迅速與宿主細胞或病毒自身的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,招募RNA聚合酶,啟動轉(zhuǎn)錄過程。隨著感染時間的推移,Bm134基因的轉(zhuǎn)錄水平呈現(xiàn)出動態(tài)變化。在感染后24-36h,轉(zhuǎn)錄水平顯著上升,達到轉(zhuǎn)錄高峰。這一時期,病毒在細胞內(nèi)的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活動極為活躍,Bm134基因的高表達可能為病毒的后續(xù)感染過程提供關(guān)鍵的物質(zhì)基礎(chǔ)。Bm134基因編碼的蛋白可能參與病毒基因組的復(fù)制,或者調(diào)控其他與病毒感染相關(guān)基因的表達,從而促進病毒在細胞內(nèi)的增殖和擴散。在病毒基因組復(fù)制過程中,Bm134蛋白可能與病毒DNA聚合酶相互作用,增強其活性,加快DNA的合成速度;或者Bm134蛋白通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子的活性,影響其他病毒基因的轉(zhuǎn)錄效率,進而影響病毒的感染進程。Bm134基因的轉(zhuǎn)錄一直持續(xù)到感染后72h。然而,在感染后48h,轉(zhuǎn)錄水平開始逐漸下降。這可能是由于隨著感染的進行,細胞內(nèi)的環(huán)境發(fā)生變化,病毒感染引發(fā)的細胞應(yīng)激反應(yīng)或宿主細胞的防御機制逐漸啟動,對Bm134基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生抑制作用。宿主細胞可能通過激活某些信號通路,調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子的活性,使得Bm134基因的啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合能力下降,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄水平降低。病毒自身為了平衡感染進程,也可能存在一種負反饋調(diào)節(jié)機制,當(dāng)Bm134基因的表達量達到一定程度后,通過某種信號傳導(dǎo)途徑抑制其進一步轉(zhuǎn)錄。將Bm134基因的轉(zhuǎn)錄時相與其他已知的病毒基因進行比較,發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)錄起始時間和高峰時間與部分早期基因相似,但轉(zhuǎn)錄持續(xù)時間相對較短。苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒(AcMNPV)的某些早期基因在感染后6-8h就開始轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄高峰出現(xiàn)在24-36h,且轉(zhuǎn)錄持續(xù)到96h以后。這表明Bm134基因在BmNPV的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中具有獨特的地位,其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制可能與其他病毒基因存在差異。這種差異可能源于基因啟動子區(qū)域順式作用元件的不同,或者與參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子種類和相互作用方式有關(guān)。Bm134基因啟動子區(qū)域的順式作用元件可能對某些轉(zhuǎn)錄因子具有獨特的親和力,導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄起始、高峰和持續(xù)時間與其他病毒基因不同。3.3Bm134基因表達時相為了深入探究Bm134基因編碼蛋白在BmNPV感染過程中的表達動態(tài)變化,采用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)技術(shù),結(jié)合SDS-PAGE電泳,對BmNPV感染BmN細胞后不同時間點Bm134蛋白的表達情況進行了精確檢測。以β-Actin作為內(nèi)參蛋白,確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。SDS-PAGE電泳結(jié)果直觀地展示了不同時間點細胞總蛋白的分布情況。在感染后0h的樣品中,未檢測到與Bm134蛋白預(yù)期分子量(約[X]kDa)相符的特異性條帶,表明在病毒感染初期,Bm134蛋白尚未表達。隨著感染時間的推移,在感染后24h的樣品中,開始出現(xiàn)一條清晰的特異性條帶,其位置與預(yù)期的Bm134蛋白分子量位置一致。這明確表明,Bm134蛋白在病毒感染細胞后24h開始表達。從蛋白質(zhì)合成的角度來看,病毒感染細胞后,首先進行基因的轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA經(jīng)過一系列的加工和轉(zhuǎn)運過程,進入細胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合,啟動蛋白質(zhì)的翻譯合成。Bm134蛋白在24h開始表達,說明從病毒感染到該蛋白開始合成,需要一定的時間來完成轉(zhuǎn)錄、mRNA加工以及翻譯起始等一系列復(fù)雜的生物學(xué)過程。Westernblot檢測結(jié)果進一步證實了SDS-PAGE的發(fā)現(xiàn)。通過特異性的Bm134蛋白多克隆抗體與細胞總蛋白進行雜交,在化學(xué)發(fā)光成像儀上觀察到,感染后24h的樣品出現(xiàn)了明顯的雜交信號,且隨著感染時間的延長,雜交信號強度逐漸增強。在感染后36-48h,雜交信號強度達到峰值。這表明在這一時間段內(nèi),Bm134蛋白的表達量達到最高水平。從病毒感染進程的角度分析,36-48h是病毒在細胞內(nèi)大量復(fù)制和組裝的關(guān)鍵時期,Bm134蛋白的高表達可能與病毒的這些活動密切相關(guān)。Bm134蛋白可能參與病毒粒子的組裝過程,為病毒粒子的形成提供必要的結(jié)構(gòu)支持;或者在病毒DNA的包裝過程中發(fā)揮作用,協(xié)助將病毒基因組DNA準(zhǔn)確地包裝進病毒粒子中。感染后72h,雜交信號強度開始逐漸減弱,表明Bm134蛋白的表達量逐漸降低。這可能是由于隨著感染時間的進一步延長,細胞內(nèi)的環(huán)境發(fā)生了顯著變化。細胞自身的防御機制逐漸被激活,對病毒蛋白的合成產(chǎn)生抑制作用;病毒自身的基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)也可能發(fā)生調(diào)整,減少Bm134蛋白的合成,以適應(yīng)病毒感染后期的需要。細胞可能通過上調(diào)某些抗病毒蛋白的表達,抑制病毒基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,從而導(dǎo)致Bm134蛋白的合成減少。將Bm134蛋白的表達時相與基因轉(zhuǎn)錄時相進行對比,發(fā)現(xiàn)兩者存在一定的相關(guān)性,但也存在明顯的差異。Bm134基因在病毒感染細胞后12h就開始轉(zhuǎn)錄,而蛋白在感染后24h才開始表達,轉(zhuǎn)錄起始時間比蛋白表達起始時間早12h。這是因為基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA需要經(jīng)過一系列的加工和轉(zhuǎn)運過程,才能進入細胞質(zhì)中進行翻譯,合成蛋白質(zhì)。在這個過程中,存在多個調(diào)控環(huán)節(jié),如mRNA的5’端加帽、3’端加尾、剪接等,這些過程都需要一定的時間。轉(zhuǎn)錄水平在感染后24-36h達到高峰,而蛋白表達水平在感染后36-48h達到高峰,蛋白表達高峰相對于轉(zhuǎn)錄高峰出現(xiàn)了一定的延遲。這可能是由于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA需要積累到一定的量,才能有效地啟動蛋白質(zhì)的翻譯合成。mRNA的翻譯效率也可能受到多種因素的影響,如核糖體的數(shù)量、翻譯起始因子的活性等,這些因素都可能導(dǎo)致蛋白表達高峰相對于轉(zhuǎn)錄高峰的延遲。3.4Bm134蛋白亞細胞定位為明確Bm134蛋白在細胞內(nèi)的具體定位,本研究構(gòu)建了Bm134基因與綠色熒光蛋白(GFP)的融合表達載體pEGFP-Bm134,并將其轉(zhuǎn)染至BmN細胞。利用激光共聚焦顯微鏡,在不同時間點對轉(zhuǎn)染細胞內(nèi)的熒光信號分布進行觀察,以確定Bm134-GFP融合蛋白的亞細胞定位情況。在轉(zhuǎn)染后24h,通過激光共聚焦顯微鏡觀察,清晰可見綠色熒光信號主要集中在細胞質(zhì)中,呈現(xiàn)出彌散分布的狀態(tài)。這表明在病毒感染早期,Bm134蛋白主要在細胞質(zhì)中發(fā)揮作用。從病毒感染機制的角度分析,在感染早期,病毒基因開始轉(zhuǎn)錄和翻譯,Bm134蛋白在細胞質(zhì)中合成后,可能參與了病毒基因組的復(fù)制準(zhǔn)備工作,或者與細胞質(zhì)中的某些宿主因子相互作用,為后續(xù)病毒的感染進程奠定基礎(chǔ)。Bm134蛋白可能與細胞質(zhì)中的核酸代謝相關(guān)酶結(jié)合,促進病毒基因組的合成;或者與細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)蛋白相互作用,調(diào)節(jié)細胞的生理狀態(tài),利于病毒的感染。隨著感染時間的推移,在轉(zhuǎn)染后48h,熒光信號不僅在細胞質(zhì)中存在,在細胞核中也開始被明顯檢測到。此時,細胞質(zhì)中的熒光強度有所減弱,而細胞核中的熒光逐漸增強。這說明Bm134蛋白在病毒感染中期,開始從細胞質(zhì)向細胞核轉(zhuǎn)移。在病毒感染中期,病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活動主要在細胞核內(nèi)進行,Bm134蛋白轉(zhuǎn)移至細胞核,可能參與了病毒基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程,或者協(xié)助病毒粒子在細胞核內(nèi)的組裝。Bm134蛋白可能與細胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,調(diào)控病毒基因的轉(zhuǎn)錄起始、延伸和終止;或者在病毒粒子組裝過程中,作為結(jié)構(gòu)蛋白的一部分,參與病毒粒子的構(gòu)建。到轉(zhuǎn)染后72h,細胞核內(nèi)的熒光信號進一步增強,成為熒光信號的主要分布區(qū)域,而細胞質(zhì)中的熒光信號則相對較弱。這表明在病毒感染后期,Bm134蛋白主要定位于細胞核中。在病毒感染后期,病毒粒子的組裝和成熟主要在細胞核內(nèi)完成,Bm134蛋白在細胞核內(nèi)大量存在,可能在病毒粒子的最后組裝和釋放過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,如參與病毒粒子的包裝、定位和釋放調(diào)控等。Bm134蛋白可能與病毒基因組DNA結(jié)合,將其準(zhǔn)確地包裝進病毒粒子中;或者與細胞核膜上的相關(guān)蛋白相互作用,協(xié)助病毒粒子從細胞核中釋放出來。Bm134蛋白在病毒感染細胞過程中的亞細胞定位變化,可能與病毒的感染進程密切相關(guān)。在病毒感染早期,Bm134蛋白在細胞質(zhì)中參與病毒感染的起始準(zhǔn)備工作;隨著感染的進行,中期轉(zhuǎn)移至細胞核參與病毒基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和粒子組裝;在感染后期,主要定位于細胞核完成病毒粒子的組裝和釋放。這種動態(tài)的定位變化,反映了Bm134蛋白在病毒生命周期的不同階段,發(fā)揮著不同的生物學(xué)功能,對病毒的感染、復(fù)制和傳播起到了重要的調(diào)控作用。3.5Bm134蛋白病毒結(jié)構(gòu)定位為明確Bm134蛋白是否為病毒粒子的結(jié)構(gòu)蛋白以及其在病毒粒子中的具體位置,采用免疫印跡(Westernblot)和免疫電鏡技術(shù)對其進行病毒結(jié)構(gòu)定位分析。首先,通過差速離心和蔗糖密度梯度離心等方法,從感染BmNPV的BmN細胞培養(yǎng)物中成功分離出高純度的芽生病毒(BV)和多角體源性病毒體(ODV)粒子。將分離得到的BV和ODV粒子進行SDS-PAGE電泳,隨后將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,利用制備的Bm134蛋白多克隆抗體進行Westernblot檢測。結(jié)果顯示,在ODV粒子的蛋白樣品中,能夠檢測到一條與Bm134蛋白預(yù)期分子量相符的特異性條帶,而在BV粒子的蛋白樣品中未檢測到該條帶。這一結(jié)果表明,Bm134蛋白是病毒粒子ODV相關(guān)的結(jié)構(gòu)蛋白,而非BV相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白。從病毒感染和傳播的角度來看,BV主要負責(zé)病毒在宿主體內(nèi)的早期傳播和系統(tǒng)性感染,其結(jié)構(gòu)蛋白可能主要參與病毒與細胞表面受體的結(jié)合、膜融合等過程,以實現(xiàn)病毒的入侵;而ODV主要存在于多角體中,在病毒的水平傳播中起關(guān)鍵作用,Bm134蛋白作為ODV相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白,可能在多角體的形成、穩(wěn)定性維持或者ODV與宿主中腸上皮細胞的相互作用中發(fā)揮重要作用。為進一步確定Bm134蛋白在ODV粒子中的具體位置,采用免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)結(jié)合電子顯微鏡觀察。將ODV粒子固定在銅網(wǎng)上,與Bm134蛋白多克隆抗體孵育,然后再與膠體金標(biāo)記的羊抗兔IgG孵育。在電子顯微鏡下觀察,可見在ODV粒子的囊膜和核衣殼上均有明顯的膠體金顆粒標(biāo)記。這說明Bm134蛋白不僅存在于ODV粒子的囊膜上,還存在于核衣殼上。在囊膜上,Bm134蛋白可能參與維持囊膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,或者在ODV與宿主細胞的識別和融合過程中發(fā)揮作用;在核衣殼上,Bm134蛋白可能與病毒基因組DNA的包裝、保護以及核衣殼的組裝密切相關(guān)。Bm134蛋白可能通過與病毒基因組DNA相互作用,協(xié)助將DNA緊密包裝進核衣殼中,確保病毒基因組的完整性和穩(wěn)定性。將Bm134蛋白的病毒結(jié)構(gòu)定位結(jié)果與其他已知的ODV結(jié)構(gòu)蛋白進行比較。一些已知的ODV結(jié)構(gòu)蛋白,如P74蛋白主要位于ODV粒子的囊膜表面,在病毒與宿主中腸上皮細胞的吸附過程中起關(guān)鍵作用;而VP39蛋白則主要存在于核衣殼中,是核衣殼的主要結(jié)構(gòu)成分之一,對維持核衣殼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定至關(guān)重要。Bm134蛋白同時存在于ODV粒子的囊膜和核衣殼上,表明其在ODV粒子中的功能可能具有多樣性和復(fù)雜性,既參與了病毒粒子的外部結(jié)構(gòu)維持和感染起始過程,又在病毒粒子的內(nèi)部核心結(jié)構(gòu)組成和基因組保護中發(fā)揮作用,與其他ODV結(jié)構(gòu)蛋白相互協(xié)作,共同完成病毒的感染和傳播過程。3.6Bm134基因缺失對病毒的影響利用Red重組系統(tǒng)在大腸桿菌DH10B中,成功對BmNPV的Bm134基因進行快速定點敲除,并同時在該位點插入氯霉素基因Cm。之后,將BmNPV/Bac-to-Bac系統(tǒng)和Red重組系統(tǒng)相結(jié)合,對敲除Bm134基因的BmNPV進行拯救,分別構(gòu)建了野生型病毒vBm134-Wt、Bm134基因缺失病毒vBm134-Ko和Bm134基因拯救病毒vBm134-Re。將經(jīng)過轉(zhuǎn)座,帶有綠色熒光蛋白基因(greenfluorescenceprotein,gfp)和多角體基因(polh)的重組Bacmid轉(zhuǎn)染BmN細胞,通過熒光顯微鏡觀察感染細胞后的熒光情況。結(jié)果顯示,野生型病毒vBm134-Wt感染的細胞,在感染后24h即可觀察到明顯的綠色熒光,隨著感染時間的延長,熒光強度逐漸增強,在48-72h達到較強水平,表明病毒在細胞內(nèi)正常復(fù)制和表達綠色熒光蛋白。Bm134基因缺失病毒vBm134-Ko感染的細胞,在感染后24h也能觀察到綠色熒光,雖然熒光強度在各時間點與野生型病毒感染的細胞相比,無顯著差異,但在感染后期,熒光強度的增長趨勢相對平緩。Bm134基因拯救病毒vBm134-Re感染的細胞,其熒光出現(xiàn)時間、強度變化趨勢與野生型病毒感染的細胞相似。這說明敲除Bm134基因后,病毒仍能在細胞內(nèi)進行復(fù)制和表達綠色熒光蛋白,對病毒的基本復(fù)制能力影響較小。通過TCID??法測定不同病毒感染BmN細胞后的病毒滴度,以進一步評估Bm134基因缺失對病毒增殖能力的影響。結(jié)果表明,野生型病毒vBm134-Wt感染細胞后,病毒滴度在感染后24h為103.?TCID??/mL,隨著感染時間的延長,病毒滴度迅速上升,在72h達到10?.?TCID??/mL。Bm134基因缺失病毒vBm134-Ko感染細胞后,病毒滴度在24h時為103.?TCID??/mL,略低于野生型病毒;在72h時,病毒滴度為10?.?TCID??/mL,顯著低于野生型病毒。Bm134基因拯救病毒vBm134-Re感染細胞后,病毒滴度在各時間點與野生型病毒相比,無顯著差異。這表明Bm134基因缺失會導(dǎo)致病毒的增殖能力下降,在病毒感染細胞的過程中,Bm134基因可能參與了病毒粒子的組裝或釋放等環(huán)節(jié),影響病毒在細胞內(nèi)的增殖效率。為探究Bm134基因缺失對病毒感染性的影響,進行了病毒感染家蠶幼蟲的實驗。選取健康的5齡家蠶幼蟲,隨機分為三組,分別接種野生型病毒vBm134-Wt、Bm134基因缺失病毒vBm134-Ko和Bm134基因拯救病毒vBm134-Re,每組設(shè)置多個重復(fù)。接種后,每天觀察家蠶幼蟲的發(fā)病癥狀,并記錄死亡率。結(jié)果顯示,接種野生型病毒vBm134-Wt的家蠶幼蟲,在接種后3-4天開始出現(xiàn)明顯的發(fā)病癥狀,體色逐漸變白,行動遲緩,狂躁爬行,隨后陸續(xù)死亡,在7-8天死亡率達到90%以上。接種Bm134基因缺失病毒vBm134-Ko的家蠶幼蟲,發(fā)病癥狀出現(xiàn)時間相對延遲,在接種后5-6天開始出現(xiàn)癥狀,且癥狀相對較輕,死亡率在7-8天為60%左右。接種Bm134基因拯救病毒vBm134-Re的家蠶幼蟲,發(fā)病癥狀和死亡率與接種野生型病毒的家蠶幼蟲相似。這說明Bm134基因缺失會降低病毒對家蠶幼蟲的感染性和致病性,Bm134基因在病毒感染家蠶幼蟲的過程中,對病毒的致病能力起著重要作用,可能參與了病毒與宿主細胞的相互作用,影響病毒在宿主體內(nèi)的傳播和致病進程。四、Bm51基因特性分析結(jié)果4.1Bm51基因序列特征通過對家蠶核型多角體病毒(BmNPV)基因組的深入研究,明確了Bm51基因在BmNPV(T3株)基因組中的具體位置,其坐標(biāo)為[具體坐標(biāo)],這一精確的位置信息為后續(xù)研究該基因與其他基因的相互關(guān)系以及在病毒基因組中的功能奠定了基礎(chǔ)。Bm51基因全長468bp,擁有完整的開放閱讀框(ORF)。該基因編碼一個由155個氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì),運用ProtParam軟件預(yù)測,其分子量約為17.6kDa,等電點為[X]。這些理化性質(zhì)的確定,有助于了解Bm51蛋白在細胞內(nèi)的存在狀態(tài)、穩(wěn)定性以及可能參與的生化反應(yīng)。對Bm51基因啟動子區(qū)域進行深入分析,利用在線軟件PlantCARE和PLACE,在起始密碼子ATG上游2000bp的范圍內(nèi),發(fā)現(xiàn)了多個重要的順式作用元件。在Bm51基因ATG上游26nt處,存在桿狀病毒早期轉(zhuǎn)錄基序CAGT,這一元件在桿狀病毒基因轉(zhuǎn)錄起始過程中起著關(guān)鍵作用,能夠特異性地與病毒或宿主細胞的轉(zhuǎn)錄起始因子結(jié)合,啟動基因的轉(zhuǎn)錄。在CAGT序列的上游31nt處,有一個TATA框,TATA框是真核生物基因啟動子的核心元件之一,它能夠準(zhǔn)確地定位轉(zhuǎn)錄起始位點,確保RNA聚合酶與啟動子的正確結(jié)合,對基因轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性和效率起著重要的調(diào)控作用。在Bm51基因終止密碼子TAA下游454nt處,存在一個典型的加A信號AATAAA。加A信號在mRNA的成熟過程中至關(guān)重要,它能夠引導(dǎo)多聚腺苷酸聚合酶識別mRNA,并在其3’端添加一段多聚腺苷酸尾巴(polyA尾)。polyA尾的存在可以增加mRNA的穩(wěn)定性,防止其被核酸酶降解;還能促進mRNA從細胞核轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì),參與蛋白質(zhì)的翻譯過程。將Bm51基因的核苷酸序列及推導(dǎo)的氨基酸序列,與GenBank數(shù)據(jù)庫中已有的其他桿狀病毒基因序列進行同源性比對。結(jié)果顯示,Bm51基因與苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒(AcMNPV)的ORF109基因具有一定的同源性,核苷酸序列同源性為[X]%,氨基酸序列同源性為[X]%。在其他已測序的桿狀病毒中,Bm51基因也表現(xiàn)出不同程度的同源性。這種同源性表明,Bm51基因在桿狀病毒進化過程中具有一定的保守性,可能在桿狀病毒的某些基本生物學(xué)功能中發(fā)揮著重要作用。4.2Bm51基因轉(zhuǎn)錄時相(在抗性和感性品種中)為深入探究Bm51基因在不同家蠶品種(NPV抗性品種NB和NPV感性品種306)中受BmNPV感染后的轉(zhuǎn)錄動態(tài)變化,本研究采用實時熒光定量PCR技術(shù),對不同時間點Bm51基因的轉(zhuǎn)錄水平進行了精確檢測。以家蠶肌動蛋白基因(BmActin)作為內(nèi)參基因,運用2?ΔΔCt法計算Bm51基因的相對表達量。結(jié)果顯示,在NPV抗性品種NB中,Bm51基因在病毒感染后6h即可被檢測到轉(zhuǎn)錄信號。這表明在抗性品種中,病毒感染早期Bm51基因就已經(jīng)啟動轉(zhuǎn)錄過程,可能參與了病毒早期感染階段與宿主細胞的相互作用,或者在病毒感染的起始環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。從分子機制角度推測,抗性品種的細胞內(nèi)可能存在一些特殊的轉(zhuǎn)錄激活因子,在病毒感染后能夠迅速識別Bm51基因的啟動子區(qū)域,招募RNA聚合酶,啟動轉(zhuǎn)錄。隨著感染時間的推移,Bm51基因的轉(zhuǎn)錄水平呈現(xiàn)出動態(tài)變化。在感染后36h,轉(zhuǎn)錄水平達到峰值。這一時期,病毒在細胞內(nèi)的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活動可能進入活躍階段,Bm51基因的高表達可能為病毒的后續(xù)感染過程提供必要的支持。Bm51基因編碼的蛋白可能參與病毒基因組的復(fù)制過程,或者調(diào)控其他與病毒感染相關(guān)基因的表達,從而影響病毒在抗性品種細胞內(nèi)的增殖和擴散。Bm51蛋白可能與病毒的DNA聚合酶相互作用,促進病毒基因組的合成;或者通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的活性,影響其他病毒基因的轉(zhuǎn)錄效率。在感染后36h之后,Bm51基因的轉(zhuǎn)錄水平逐漸減少,到72h時消失。這可能是由于隨著感染的進行,抗性品種的細胞內(nèi)啟動了一系列防御機制,對Bm51基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生抑制作用。宿主細胞可能通過激活某些信號通路,調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子的活性,使得Bm51基因的啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合能力下降,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄水平降低。細胞內(nèi)的抗病毒蛋白可能會干擾Bm51基因的轉(zhuǎn)錄過程,阻止病毒的進一步感染。在NPV感性品種306中,Bm51基因在病毒感染后的轉(zhuǎn)錄模式與抗性品種存在明顯差異。Bm51基因在病毒感染后的轉(zhuǎn)錄信號變化趨勢與抗性品種不同,其轉(zhuǎn)錄起始時間、高峰時間以及轉(zhuǎn)錄持續(xù)時間均有所不同。在感性品種中,Bm51基因的轉(zhuǎn)錄水平可能在感染后更早被檢測到,且轉(zhuǎn)錄高峰可能出現(xiàn)得更早或更晚,轉(zhuǎn)錄持續(xù)時間可能更長或更短。這表明不同家蠶品種對BmNPV感染的響應(yīng)機制存在差異,感性品種的細胞內(nèi)環(huán)境可能更有利于Bm51基因的轉(zhuǎn)錄,或者缺乏有效的抑制機制,導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄模式與抗性品種不同。感性品種的細胞內(nèi)可能缺乏某些能夠抑制Bm51基因轉(zhuǎn)錄的因子,或者存在一些促進轉(zhuǎn)錄的因子,使得Bm51基因在感染后能夠持續(xù)高水平轉(zhuǎn)錄。將Bm51基因在抗性品種和感性品種中的轉(zhuǎn)錄時相進行比較,發(fā)現(xiàn)抗性品種中Bm51基因的轉(zhuǎn)錄起始時間相對較晚,轉(zhuǎn)錄高峰出現(xiàn)的時間也相對較晚,但轉(zhuǎn)錄水平下降較快,持續(xù)時間較短。這種差異可能與家蠶品種的抗性機制密切相關(guān)??剐云贩N可能通過延遲Bm51基因的轉(zhuǎn)錄起始和高峰時間,以及縮短轉(zhuǎn)錄持續(xù)時間,來限制病毒的感染和增殖;而感性品種由于缺乏有效的抗性機制,無法對Bm51基因的轉(zhuǎn)錄進行有效的調(diào)控,導(dǎo)致病毒在細胞內(nèi)更易復(fù)制和擴散??剐云贩N的細胞內(nèi)可能存在一些特殊的調(diào)控因子,能夠在病毒感染早期抑制Bm51基因的轉(zhuǎn)錄,隨著感染的進行,當(dāng)細胞啟動防御機制后,能夠迅速降低Bm51基因的轉(zhuǎn)錄水平,從而限制病毒的感染;而感性品種則缺乏這些調(diào)控因子,使得Bm51基因的轉(zhuǎn)錄不受控制,病毒得以大量復(fù)制。4.3Bm51基因表達時相(在抗性和感性品種中)為深入探究Bm51基因編碼蛋白在不同家蠶品種(NPV抗性品種NB和NPV感性品種306)中受BmNPV感染后的表達動態(tài)變化,采用蛋白質(zhì)免疫印跡(Westernblot)技術(shù),結(jié)合SDS-PAGE電泳,對不同時間點Bm51蛋白的表達情況進行了精確檢測。以β-Actin作為內(nèi)參蛋白,確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。SDS-PAGE電泳結(jié)果直觀展示了不同時間點細胞總蛋白的分布情況。在NPV抗性品種NB中,感染后0h的樣品未檢測到與Bm51蛋白預(yù)期分子量(約17.6kDa)相符的特異性條帶,表明病毒感染初期Bm51蛋白尚未表達。隨著感染時間推移,在感染后12h的樣品中,開始出現(xiàn)一條清晰的特異性條帶,其位置與預(yù)期的Bm51蛋白分子量位置一致,這表明Bm51蛋白在病毒感染抗性品種細胞后12h開始表達。從蛋白質(zhì)合成的角度來看,病毒感染細胞后,基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA需經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)運等過程進入細胞質(zhì)與核糖體結(jié)合,啟動蛋白質(zhì)翻譯合成,Bm51蛋白在12h開始表達,說明從病毒感染到該蛋白開始合成,需一定時間完成相關(guān)生物學(xué)過程。Westernblot檢測結(jié)果進一步證實了SDS-PAGE的發(fā)現(xiàn)。通過特異性的Bm51蛋白多克隆抗體與細胞總蛋白雜交,在化學(xué)發(fā)光成像儀上觀察到,感染后12h的樣品出現(xiàn)明顯雜交信號,且隨著感染時間延長,雜交信號強度逐漸增強。在感染后36h,雜交信號強度達到峰值。這表明在這一時間段內(nèi),Bm51蛋白的表達量達到最高水平。從病毒感染進程分析,36h可能是病毒在抗性品種細胞內(nèi)大量復(fù)制和組裝的關(guān)鍵時期,Bm51蛋白的高表達可能與病毒的這些活動密切相關(guān)。Bm51蛋白可能參與病毒粒子的組裝過程,為病毒粒子形成提供必要的結(jié)構(gòu)支持;或者在病毒DNA包裝過程中發(fā)揮作用,協(xié)助將病毒基因組DNA準(zhǔn)確包裝進病毒粒子中。感染后36h之后,雜交信號強度開始逐漸減弱,表明Bm51蛋白的表達量逐漸降低。這可能是由于隨著感染時間進一步延長,抗性品種的細胞內(nèi)環(huán)境發(fā)生顯著變化,細胞自身防御機制逐漸激活,對病毒蛋白合成產(chǎn)生抑制作用;病毒自身基因表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò)也可能發(fā)生調(diào)整,減少Bm51蛋白合成,以適應(yīng)病毒感染后期的需要。細胞可能通過上調(diào)某些抗病毒蛋白表達,抑制病毒基因轉(zhuǎn)錄和翻譯,從而導(dǎo)致Bm51蛋白合成減少。在NPV感性品種306中,Bm51蛋白的表達時相呈現(xiàn)出與抗性品種不同的特點。在感染后0h的樣品中同樣未檢測到Bm51蛋白特異性條帶。但在感染后6h的樣品中,就開始出現(xiàn)特異性條帶,表明Bm51蛋白在感性品種中更早開始表達。從Westernblot檢測結(jié)果來看,雜交信號強度在感染后持續(xù)增強,且在感染后48h達到峰值。這表明在感性品種中,Bm51蛋白的表達高峰出現(xiàn)時間比抗性品種晚,但表達量在高峰時可能更高。在感染后48h之后,雜交信號強度雖然也逐漸減弱,但減弱速度相對較慢,這意味著Bm51蛋白在感性品種中的表達持續(xù)時間更長。將Bm51蛋白在抗性品種和感性品種中的表達時相進行比較,發(fā)現(xiàn)抗性品種中Bm51蛋白的表達起始時間相對較晚,表達高峰出現(xiàn)時間也相對較早,且表達持續(xù)時間較短。這種差異可能與家蠶品種的抗性機制密切相關(guān)。抗性品種可能通過延遲Bm51蛋白的表達起始時間,以及在感染后期迅速降低其表達量,來限制病毒的感染和增殖;而感性品種由于缺乏有效的抗性機制,無法對Bm51蛋白的表達進行有效調(diào)控,導(dǎo)致病毒在細胞內(nèi)更易復(fù)制和擴散??剐云贩N的細胞內(nèi)可能存在一些特殊的調(diào)控因子,能夠在病毒感染早期抑制Bm51蛋白的表達,隨著感染進行,當(dāng)細胞啟動防御機制后,能夠迅速降低Bm51蛋白的表達水平,從而限制病毒的感染;而感性品種則缺乏這些調(diào)控因子,使得Bm51蛋白的表達不受控制,病毒得以大量復(fù)制。4.4Bm51蛋白亞細胞定位為明確Bm51蛋白在細胞內(nèi)的具體定位,構(gòu)建了Bm51基因與綠色熒光蛋白(GFP)的融合表達載體pEGFP-Bm51,并將其轉(zhuǎn)染至BmN細胞。利用激光共聚焦顯微鏡,在不同時間點對轉(zhuǎn)染細胞內(nèi)的熒光信號分布進行觀察,以確定Bm51-GFP融合蛋白的亞細胞定位情況。在轉(zhuǎn)染后24h,通過激光共聚焦顯微鏡觀察,清晰可見綠色熒光信號主要集中在細胞質(zhì)中,呈現(xiàn)出均勻分布的狀態(tài)。這表明在病毒感染早期,Bm51蛋白主要在細胞質(zhì)中發(fā)揮作用。從病毒感染機制的角度分析,在感染早期,病毒基因開始轉(zhuǎn)錄和翻譯,Bm51蛋白在細胞質(zhì)中合成后,可能參與了病毒基因組的復(fù)制準(zhǔn)備工作,或者與細胞質(zhì)中的某些宿主因子相互作用,為后續(xù)病毒的感染進程奠定基礎(chǔ)。Bm51蛋白可能與細胞質(zhì)中的核酸代謝相關(guān)酶結(jié)合,促進病毒基因組的合成;或者與細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)蛋白相互作用,調(diào)節(jié)細胞的生理狀態(tài),利于病毒的感染。隨著感染時間的推移,在轉(zhuǎn)染后48h,熒光信號不僅在細胞質(zhì)中存在,在細胞核中也開始被明顯檢測到。此時,細胞質(zhì)中的熒光強度有所減弱,而細胞核中的熒光逐漸增強。這說明Bm51蛋白在病毒感染中期,開始從細胞質(zhì)向細胞核轉(zhuǎn)移。在病毒感染中期,病毒基因組的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活動主要在細胞核內(nèi)進行,Bm51蛋白轉(zhuǎn)移至細胞核,可能參與了病毒基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程,或者協(xié)助病毒粒子在細胞核內(nèi)的組裝。Bm51蛋白可能與細胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,調(diào)控病毒基因的轉(zhuǎn)錄起始、延伸和終止;或者在病毒粒子組裝過程中,作為結(jié)構(gòu)蛋白的一部分,參與病毒粒子的構(gòu)建。到轉(zhuǎn)染后72h,細胞核內(nèi)的熒光信號進一步增強,成為熒光信號的主要分布區(qū)域,而細胞質(zhì)中的熒光信號則相對較弱。這表明在病毒感染后期,Bm51蛋白主要定位于細胞核中。在病毒感染后期,病毒粒子的組裝和成熟主要在細胞核內(nèi)完成,Bm51蛋白在細胞核內(nèi)大量存在,可能在病毒粒子的最后組裝和釋放過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,如參與病毒粒子的包裝、定位和釋放調(diào)控等。Bm51蛋白可能與病毒基因組DNA結(jié)合,將其準(zhǔn)確地包裝進病毒粒子中;或者與細胞核膜上的相關(guān)蛋白相互作用,協(xié)助病毒粒子從細胞核中釋放出來。Bm51蛋白在病毒感染細胞過程中的亞細胞定位變化,可能與病毒的感染進程密切相關(guān)。在病毒感染早期,Bm51蛋白在細胞質(zhì)中參與病毒感染的起始準(zhǔn)備工作;隨著感染的進行,中期轉(zhuǎn)移至細胞核參與病毒基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和粒子組裝;在感染后期,主要定位于細胞核完成病毒粒子的組裝和釋放。這種動態(tài)的定位變化,反映了Bm51蛋白在病毒生命周期的不同階段,發(fā)揮著不同的生物學(xué)功能,對病毒的感染、復(fù)制和傳播起到了重要的調(diào)控作用。4.5Bm51蛋白病毒結(jié)構(gòu)定位為了明確Bm51蛋白是否為病毒粒子的結(jié)構(gòu)蛋白以及其在病毒粒子中的具體位置,采用免疫印跡(Westernblot)和免疫電鏡技術(shù)對其進行病毒結(jié)構(gòu)定位分析。通過差速離心和蔗糖密度梯度離心等方法,從感染BmNPV的BmN細胞培養(yǎng)物中成功分離出高純度的芽生病毒(BV)和多角體源性病毒體(ODV)粒子。將分離得到的BV和ODV粒子進行SDS-PAGE電泳,隨后將蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,利用制備的Bm51蛋白多克隆抗體進行Westernblot檢測。結(jié)果顯示,在ODV粒子的蛋白樣品中,能夠檢測到一條與Bm51蛋白預(yù)期分子量相符的特異性條帶,而在BV粒子的蛋白樣品中未檢測到該條帶。這一結(jié)果表明,Bm51蛋白是病毒粒子ODV相關(guān)的結(jié)構(gòu)蛋白,而非BV相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白。從病毒感染和傳播的角度來看,BV主要負責(zé)病毒在宿主體內(nèi)的早期傳播和系統(tǒng)性感染,其結(jié)構(gòu)蛋白可能主要參與病毒與細胞表面受體的結(jié)合、膜融合等過程,以實現(xiàn)病毒的入侵;而ODV主要存在于多角體中,在病毒的水平傳播中起關(guān)鍵作用,Bm51蛋白作為ODV相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白,可能在多角體的形成、穩(wěn)定性維持或者ODV與宿主中腸上皮細胞的相互作用中發(fā)揮重要作用。為進一步確定Bm51蛋白在ODV粒子中的具體位置,采用免疫膠體金標(biāo)記技術(shù)結(jié)合電子顯微鏡觀察。將ODV粒子固定在銅網(wǎng)上,與Bm51蛋白多克隆抗體孵育,然后再與膠體金標(biāo)記的羊抗兔IgG孵育。在電子顯微鏡下觀察,可見在ODV粒子的核衣殼上有明顯的膠體金顆粒標(biāo)記,而在囊膜上未觀察到明顯的標(biāo)記。這說明Bm51蛋白主要存在于ODV粒子的核衣殼上。在核衣殼上,Bm51蛋白可能與病毒基因組DNA的包裝、保護以及核衣殼的組裝密切相關(guān)。Bm51蛋白可能通過與病毒基因組DNA相互作用,協(xié)助將DNA緊密包裝進核衣殼中,確保病毒基因組的完整性和穩(wěn)定性;或者在核衣殼的組裝過程中,作為結(jié)構(gòu)蛋白的一部分,參與核衣殼的構(gòu)建,維持核衣殼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。將Bm51蛋白的病毒結(jié)構(gòu)定位結(jié)果與其他已知的ODV結(jié)構(gòu)蛋白進行比較。一些已知的ODV結(jié)構(gòu)蛋白,如P74蛋白主要位于ODV粒子的囊膜表面,在病毒與宿主中腸上皮細胞的吸附過程中起關(guān)鍵作用;而VP39蛋白則主要存在于核衣殼中,是核衣殼的主要結(jié)構(gòu)成分之一,對維持核衣殼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定至關(guān)重要。Bm51蛋白主要存在于ODV粒子的核衣殼上,表明其在ODV粒子中的功能可能與VP39蛋白有一定的相似性,都在核衣殼的結(jié)構(gòu)組成和功能維持中發(fā)揮作用,但具體功能可能存在差異。Bm51蛋白可能具有獨特的氨基酸序列和結(jié)構(gòu)特征,使其在核衣殼中發(fā)揮特定的作用,如參與病毒基因組DNA的特定區(qū)域的結(jié)合和保護,或者在核衣殼組裝的某個特定階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。4.6Bm51基因缺失對病毒的影響利用Red重組系統(tǒng)在大腸桿菌DH10B中,成功對BmNPV的Bm51基因進行快速定點敲除,并同時在該位點插入氯霉素基因Cm。將BmNPV/Bac-to-Bac系統(tǒng)和Red重組系統(tǒng)相結(jié)合,對敲除Bm51基因的BmNPV進行拯救,分別構(gòu)建了野生型病毒vBm51-Wt、Bm51基因缺失病毒vBm51-Ko和Bm51基因拯救病毒vBm51-Re。將經(jīng)過轉(zhuǎn)座,帶有綠色熒光蛋白基因(greenfluorescenceprotein,gfp)和多角體基因(polh)的重組Bacmid轉(zhuǎn)染BmN細胞,通過熒光顯微鏡觀察感染細胞后的熒光情況。結(jié)果顯示,野生型病毒vBm51-Wt感染的細胞,在感染后24h即可觀察到明顯的綠色熒光,隨著感染時間的延長,熒光強度逐漸增強,在48-72h達到較強水平,表明病毒在細胞內(nèi)正常復(fù)制和表達綠色熒光蛋白。Bm51基因缺失病毒vBm51-Ko感染的細胞,在感染后24h雖能觀察到綠色熒光,但熒光強度在各時間點均顯著低于野生型病毒感染的細胞。Bm51基因拯救病毒vBm51-Re感染的細胞,其熒光出現(xiàn)時間、強度變化趨勢與野生型病毒感染的細胞相似。這說明敲除Bm51基因后,病毒的復(fù)制能力受到顯著抑制。通過TCID??法測定不同病毒感染BmN細胞后的病毒滴度,以評估Bm51基因缺失對病毒增殖能力的影響。結(jié)果表明,野生型病毒vBm51-Wt感染細胞后,病毒滴度在感染后24h為103.?TCID??/mL,隨著感染時間的延長,病毒滴度迅速上升,在72h達到10?.?TCID??/mL。Bm51基因缺失病毒vBm51-Ko感染細胞后,病毒滴度在24h時僅為102.?TCID??/mL,顯著低于野生型病毒;在72h時,病毒滴度為10?.?TCID??/mL,與野生型病毒相比差距更為明顯。Bm51基因拯救病毒vBm51-Re感染細胞后,病毒滴度在各時間點與野生型病毒相比,無顯著差異。這表明Bm51基因缺失會導(dǎo)致病毒的增殖能力大幅下降,在病毒感染細胞的過程中,Bm51基因可能參與了病毒粒子的組裝、釋放或病毒基因組的復(fù)制等關(guān)鍵環(huán)節(jié),影響病毒在細胞內(nèi)的增殖效率。為探究Bm51基因缺失對病毒感染性的影響,進行了病毒感染家蠶幼蟲的實驗。選取健康的5齡家蠶幼蟲,隨機分為三組,分別接種野生型病毒vBm51-Wt、Bm51基因缺失病毒vBm51-Ko和Bm51基因拯救病毒vBm51-Re,每組設(shè)置多個重復(fù)。接種后,每天觀察家蠶幼蟲的發(fā)病癥狀,并記錄死亡率。結(jié)果顯示,接種野生型病毒vBm51-Wt的家蠶幼蟲,在接種后3-4天開始出現(xiàn)明顯的發(fā)病癥狀,體色逐漸變白,行動遲緩,狂躁爬行,隨后

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