一株烟芽夜蛾囊泡病毒基因组全序列解析

作     者：魏永路 

作者单位：湖南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄国华

授予年度：2016年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

主      题：囊泡病毒 HvAV-3f 病毒基因组 核昔酸分析 密码子分析 

摘      要：囊泡病毒具有闭合双链环状DNA基因组,是一类主要感染鳞翅目、膜翅目和鞘翅目昆虫的病原物,随着结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学及生物信息学的发展,囊泡病毒基因组学研究取得了很大进步。烟芽夜蛾囊泡病毒Heliothis virescens ascovirus 3a (HvAV-3a)作为一个世界分布和变种最多的囊泡病毒,对其进行基因组学研究显得尤为重要。本文对HvAV-3a的首个美国变种HVAV-3a进行全基因组测序,首次测定了来自美洲的HvAV-3a的毒株全基因组序列,并从核酸和密码子两方面对其序列进行解析,与所有已知囊泡病毒基因组进行比较,其为囊泡病毒基因组变异及演化的研究提供参考,其基因组信息将为通过基因工程手段提高囊泡病毒杀虫活性提供基础数据。本研究主要内容包括：(1) HvAV-3f全基因组测序和注释。用Illumina s Solexa高通量测序技术对HvAV-3f进行了全基因组序列测定,对测序所得的原始数据进行过滤后,获得了6,244,397 clean pair-end (PE) reads,采用Edena和Abyss等软件拼接组装,最终获得了HvAV-3f全基因组草图。通过使用GeneMarkS, ORF finder (NCBI)以及Geneious等软件对基因组ORFs进行了预测,并采用了NCBI和UniProt等数据库进行了注释。通过生物信息学研究分析表明：HvAV-3f基因组全长为198,157bp。G+C含量为46.0%。全基因组序列提交GenBank,登录号为KJ755191。(2) HvAV-3f全基因组核酸序列分析。预测ORFs共有190个,编码区域占整个基因组的85.46%,其中与DNApolymerase基因具有相同转录方向ORFs有107个,而与其转录反向的ORFs有83个;HvAV-3f基因组结构中存在同源重复序列和基因重叠现象,其中含有2个同源重复区hrs,29个bros基因,还有1个基因含五个拷贝,即iap-like基因。3个与鳞翅目昆虫存在高度同源的基因,9个ique基因和25个参与基因转录,DNA复制和核酸代谢的酶。HvAV-3f基因对等排列图研究表明：HvAV-3f基因组与SfAV-1a共线性关系较好与TnAV-6a的差异性较大。(3) HvAV-3f全基因组密码子使用特性分析。通过对HvAV-3f编码区密码子组成,相对同义密码子使用度,密码子适应指数,双联碱基相对丰度,有效密码子数和对应分析等方面的分析表明：其密码子的用法特性更倾向于选择G/C;此外还可能受到宿主差异的影响。