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第一篇 昆虫病毒分子生物学导论1

第一章 昆虫病毒与昆虫病毒分子生物学1

第一节 昆虫病毒的发现1

第二节 昆虫病毒的分类5

第三节 昆虫病毒学的发展8

第四节 昆虫病毒分子生物学研究的主要内容及其应用9

一、研究病毒大分子的结构与功能10

二、剖析病毒基因组核酸复制的分子机构与机制10

三、阐明病毒基因表达的调控原理11

四、比较病毒感染的分子病理12

五、开发昆虫病毒表达载体系统12

六、研制基因工程病毒杀虫剂13

七、开拓昆虫疾病诊断新技术13

八、探索蚕病防治新途径13

第二章 病毒大分子的结构与功能17

第一节 病毒的定义与本质17

一、核酸18

第二节 病毒大分子18

二、蛋白质24

第三节 基因组的组织结构27

一、基因与基因组27

二、基因组内不同序列的分布28

三、病毒基因组31

四、细菌基因组34

五、真核生物基因组36

第四节 基因组DNA复制的分子机制45

第五节 基因与蛋白的关系48

一、遗传的代谢歧途50

二、“一个基因一种酶”假说51

三、基因决定蛋白质的氨基酸序列53

第六节 从基因到蛋白质53

一、转录54

二、转译57

一、诱导系统与阻遏系统61

第三章 基因表达的遗传控制61

第一节 原核生物的遗传控制61

二、基因簇62

三、大肠杆菌乳糖操纵子63

四、色氨酸操纵子65

五、反馈抑制66

六、转译控制67

第二节 真核生物的遗传控制69

一、真核DNA的种类69

二、真核基因的转录70

三、断裂基因71

四、前体mRNA的剪接72

五、串连重复基因73

六、诱导转录与阻遏转录74

七、组织特异性转录与发育特异性转录81

八、真核基因调控机制的多样性85

第三节 病毒基因表达的遗传控制88

一、SV40早期基因转录89

二、增强子92

三、多肽转录因子93

四、T抗原97

五、单纯疱疹病毒胸苷激酶基因启动子99

第四章 遗传变异的分子基础101

第一节 遗传密码101

一、译解密码102

二、起始密码子与终止密码子103

三、遗传密码的验证与通用性103

第二节 基因突变105

一、突变对DNA结构的影响105

二、突变对蛋白合成的影响106

三、正向突变与回复突变108

四、突变热点与增变基因110

五、突变与癌变110

一、染色体结构变化111

六、体外定向突变111

第三节 染色体突变111

二、染色体数目变化112

第四节 遗传重组112

一、同源重组112

二、位点特异性重组与异常重组113

第五节 转座因子115

一、插入序列116

二、转座子117

三、真核生物转座因子118

第五章 重组DNA127

第一节 基因克隆127

第二节 限制酶128

第三节 连接酶130

第四节 转化132

第五节 克隆载体133

一、质粒载体134

二、噬菌体载体135

第六节 克隆目的基因136

一、实验室合成的基因：互补DNA(cDNA)137

二、菌落杂交：获得染色体基因139

三、探针问题140

四、体外克隆DNA140

第七节 克隆化基因的表达142

第八节 重组DNA技术的应用144

一、在理论研究中的应用144

二、在医药中的应用144

三、在工业上的应用145

四、在农业上的应用145

第二篇 杆状病毒分子生物学149

第六章 杆状病毒发育循环与分子病理学149

第一节 杆状病毒及其分类地位149

一、生活史151

二、两种表型151

第二节 杆状病毒发育循环151

三、包涵体153

第三节 杆状病毒分子病理学154

一、原发感染的靶细胞154

二、囊膜糖蛋白gp64与膜融合155

三、碱性蛋白p6.9与基因组DNA包装157

四、25K蛋白与多角体稀少表型158

五、p35蛋白与细胞凋亡158

六、EGT酶与宿主昆虫蜕皮变态162

七、病毒蛋白与虫体液化163

第四节 杆状病毒复制与昆虫细胞骨架系统的关系164

一、细胞骨架系统164

二、杆状病毒感染早期与细胞骨架系统的相互作用165

三、杆状病毒复制、转录与细胞骨架/核基质的相互作用168

四、杆状病毒形态发生与细胞骨架/核基质的相互作用170

第五节 杆状病毒宿主域决定的分子基础170

第六节 杆状病毒持续感染与有效感染174

第七章 杆状病毒基因组的组织结构177

第一节 杆状病毒基因组的包装177

第二节 杆状病毒基因组物理图177

一、同源性178

二、多样性180

第三节 杆状病毒基因组全序列181

一、全序列与物理图181

二、重复序列181

三、插入序列与转座因子186

四、编码序列187

第四节 杆状病毒转录信号188

一、早期启动子188

二、晚期启动子195

第五节 杆状病毒转译起始位点与密码子利用196

一、起始密码子196

二、小顺反子196

三、密码子利用196

一、新ORF编码蛋白198

第六节 杆状病毒某些基因的功能198

二、蛋白基序199

三、RNA聚合酶问题200

第七节 杆状病毒基因组内转座因子的遗传进化意义201

一、杆状病毒对宿主转座子插入的兼容性201

二、昆虫转座子的种类与特性202

三、杆状病毒相关转座子的鉴定203

四、转座因子D(简称TED)203

五、类似ClassII转座子的鳞翅目转座因子208

六、昆虫转座因子与杆状病毒基因突变发生的意义211

七、昆虫转座因子与杆状病毒间潜在的共生关系214

八、杆状病毒相关转座因子作为昆虫基因工程的载体214

第八章 杆状病毒基因组DNA复制机构217

第一节 杆状病毒基因组DNA复制问题217

第二节 杆状病毒DNA复制原点218

一、苜蓿尺蠖AcMNPV复制原点218

二、黄杉毒蛾OpMNPV复制原点220

三、家蚕BmNPV复制原点222

第三节 杆状病毒DNA聚合酶224

一、苜蓿尺蠖AcMNPV DNA聚合酶225

二、舞毒蛾LdMNPV DNA聚合酶225

三、家蚕BmNPV DNA聚合酶227

第四节 杆状病毒DNA解旋酶237

第五节 杆状病毒DNA复制需要的反式作用因子238

一、DNA复制必需基因240

二、DNA复制促进基因242

第六节 杆状病毒DNA复制模型243

第七节 家蚕BmNPV DNA复制起始区hr3的核结合因子及其结合部位245

一、随病毒感染进程推进BmNPVhr3核结合因子的变化规律245

二、家蚕BmNPV hr3DNA与核因子结合部位的序列分析246

第九章 杆状病毒基因表达的调节控制251

第一节 杆状病毒基因表达调控的级联模型251

一、四个表达时期251

二、两个综合时相252

一、早期基因与晚期基因253

第二节 杆状病毒基因组早期表达与晚期表达253

二、早期表达调节基因254

三、晚期表达调节基因256

第三节 杆状病毒基因组转录调控258

一、转录活性区域的分布定位259

二、转录的时间调控259

三、重叠RNA组成转录单元的调控机制260

第四节 杆状病毒基因组转录调节元件与转录起始机制264

一、一般概念264

二、杆状病毒含TATA盒启动子与无TATA盒启动子266

三、增强子hr5作为早期基因表达的调制元件269

四、晚期与晚晚期转录调节因子273

第五节 杆状病毒基因组转译调控274

第十章 杆状病毒结构蛋白及其基因表达277

第一节 出芽型与包涵型病毒粒子共有的结构蛋白277

一、p6.9DNA结合蛋白277

二、VP39衣壳主蛋白278

一、CRV囊膜糖蛋白gp64的生物学功能279

第二节 出芽型病毒粒子独有的结构蛋白279

三、VP80衣壳蛋白279

五、83K蛋白279

四、24K蛋白279

二、AcMNPV感染过程中gp64蛋白的合成281

三、AcMNPV gp64蛋白转译后加工281

第三节 包涵型病毒粒子独有的结构蛋白283

一、p25编码的25K蛋白283

二、gp41编码的40KO-糖蛋白283

三、pdv-E66编码的66K蛋白284

四、p74编码的74K蛋白284

第四节 多角体有关的结构蛋白284

一、多角体蛋白284

二、多角体膜蛋白289

三、类似球状体蛋白290

四、包涵体蛋白酶290

六、p10蛋白291

第一节 多分DNA病毒的发现与其分类地位297

第十一章 多分DNA病毒科297

一、多分DNA病毒的发现297

第三篇 昆虫DNA病毒分子生物学297

二、多分DNA病毒的分类地位299

一、形态结构与复制机制300

二、姬蜂病毒属300

第二节 多分DNA病毒的分类特征300

三、茧蜂病毒属302

第三节 多分DNA病毒基因组织的结构与功能304

一、多分DNA病毒基因组的复杂性304

二、多分DNA病毒基因组的分节性306

三、多分DNA病毒基因组的包装309

四、多分DNA病毒基因组的功能组织310

五、齿唇姬蜂病毒CsPV的基因家族311

六、多分DNA病毒基因组的整合与复制314

七、多分DNA病毒的起源与进化320

第四节 多分DNA病毒与寄生蜂、寄生宿主昆虫的相互关系323

一、病毒与寄生蜂的相互关系323

二、病毒与寄生宿主昆虫的相互关系324

第五节 多分DNA病毒诱导寄生宿主昆虫细胞凋亡327

一、昆虫细胞免疫现象327

三、病毒-寄生蜂-鳞翅目宿主昆虫相互关系327

二、细胞凋亡的意义328

第一节 昆虫痘病毒的分类地位331

一、昆虫痘病毒亚科分类特征331

第十二章 痘病毒科的昆虫病毒331

二、昆虫痘病毒亚科的分类332

第二节 昆虫痘病毒形态结构333

一、昆虫痘病毒的病毒粒子333

二、昆虫痘病毒的包涵体334

第三节 昆虫痘病毒复制机制335

一、发育循环335

二、形态发生336

第五节 昆虫痘病毒编码蛋白及其表达338

一、球状体蛋白及其基因表达338

第四节 昆虫痘病毒的病理作用338

二、纺锤体蛋白及其基因表达341

三、胸苷激酶及其基因表达342

四、核苷三磷酸磷酸水解酶I(NPHI)及其基因表达343

五、DNA聚合酶基因344

六、昆虫痘病毒启动子及其他元件在正痘病毒中的功能345

第六节 昆虫痘病毒表达载体系统346

一、盐沼灯蛾AmEPV球状体蛋白基因的缺失346

二、编码CAT的重组AmEPV病毒之产生347

三、重组病毒AmEPV·CAT感染细胞内合成CAT347

四、昆虫痘病毒表达载体系统发展前景349

第一节 昆虫虹彩病毒分类地位351

一、虹彩病毒科分类特征351

第十三章 虹彩病毒科的昆虫病毒351

二、昆虫虹彩病毒352

一、物理化学性状357

二、虹彩现象357

第二节 昆虫虹彩病毒形态结构与理化性状357

三、衣壳结构358

四、脂质膜358

五、毒粒核心359

六、基因组DNA359

七、二化螟虹彩病毒基因组EcoRI-M片段分子解析363

一、入侵与脱壳370

二、宿主大分子合成的关闭370

第三节 昆虫虹彩病毒复制机制370

三、病毒DNA复制371

四、病毒DNA的甲基化371

五、转录及其调控372

六、转译及其调控374

七、病毒粒子的装配374

第四节 昆虫虹彩病毒分子病理375

一、IIV感染途径375

八、细胞骨架的操作375

二、IIV病理效应376

三、IIV病毒滴度376

第五节 昆虫虹彩病毒宿主域与致死毒性377

一、IIV宿主域377

二、IIV细胞病变因子377

三、IIV致死毒性378

四、IIV对哺乳动物的毒性378

第十四章 细小病毒科的昆虫病毒381

第一节 昆虫细小病毒分类地位381

一、细小病毒科分类特征381

二、细小病毒复制机制382

三、昆虫细小病毒分类现状385

第二节 浓核病毒特性概述386

三、DNV病理作用387

一、DNV理化特性387

二、DNV复制机理387

四、DNV宿主域389

第三节 家蚕浓核病毒390

一、BmDNV基因组390

二、BmDNV病毒蛋白394

三、BmDNV的多胺组分395

四、BmDNV复制机制396

五、BmDNV病理作用396

第四节 家蚕浓核病毒宿主依赖性进化397

一、细小病毒基因组比较397

六、BmDNV流行规律397

二、细小病毒系统进化树398

三、细小病毒进化速度400

一、分类地位401

第一节 囊泡病毒分类地位、形态结构与化学组成401

二、形态结构与化学组成401

第十五章 囊泡病毒科昆虫病毒401

一、复制机制402

二、分子病理402

第二节 囊泡病毒复制机制与分子病理402

第三节 囊泡病理病理生物学403

一、囊泡病毒(Ascoviruses,AV)403

二、昆虫彩虹病毒(Insect Iridoviruses,IIV)405

三、杆状病毒(Baculoviruses,NPV)406

四、昆虫痘病毒(Entomopxviruses,EPV)407

五、质型多角体病毒(Cypoviruses,CPV)407

第一节 昆虫呼肠病毒分类地位411

第十六章 呼肠病毒科的昆虫病毒411

一、呼肠病毒科分类特征411

第四篇 昆虫RNA病毒分子生物学411

二、质型多角体病毒属412

三、昆虫呼肠类似病毒415

四、家蝇呼肠病毒属417

第二节 质型多角体病毒发育循环与分子病理学418

一、CPV发育循环418

二、CPV分子病理421

第三节 质型多角体病毒基因组及其基因表达424

一、CPV基因组结构424

二、CPV基因组复制425

三、CPV基因表达426

四、CPV基因突变428

第四节 质型多角体病毒交叉感染433

一、棉铃虫质型多角体病毒433

二、棉铃虫质型多角体病毒与家蚕交叉感染439

第一节 昆虫小RNA病毒的分类地位443

一、小RNA病毒科分类特征443

第十七章 小RNA病毒科的昆虫病毒443

二、小RNA病毒基因组的组织与复制444

三、昆虫小RNA病毒445

第二节 家蚕软化病病毒形态结构与化学组成446

二、FV病毒核酸447

三、FV病毒蛋白447

一、FV形态特征447

一、FV在体外增殖448

二、FV复制的分子机制448

第三节 家蚕软化病毒复制机制448

三、FV-RNA的分子结构450

一、FV潜育期451

二、FV组织病理451

第四节 家蚕软化病毒的分子病理451

三、FV感染性452

四、FV增殖抑制453

一、FV流行学调查454

第五节 家蚕软化病毒的流行规律454

二、FV交叉感染454

五、FV品种抗性454

第六节 其他昆虫小RNA病毒455

四、FV的稳定性455

一、蜜蜂小RNA病毒455

三、FV蚕座感染455

二、蟋蟀麻痹病毒457

三、果蝇小RNA病毒458

四、枯叶蛾病毒458

第一节 野田病毒科459

一、形态结构459

第十八章 其他RNA病毒科的昆虫病毒459

二、复制机制460

三、病源性与宿主域460

四、东方？蠊病毒与巴拉奈病毒分子生物学461

第二节 T四病毒科462

一、形态结构462

二、病原性与宿主域463

三、一些鉴定过的T四病毒464

四、松天蛾ω病毒分子生物学464

五、T四病毒科的分类现状465

第四节 弹状病毒科的昆虫病毒467

二、脐橙螟慢性萎缩病毒467

一、昆虫弹状病毒分类地位467

一、昆虫杯状病毒分类地位467

第三节 杯状病毒科的昆虫病毒467

二、果蝇σ病毒469

第五节 二分RNA病毒科的昆虫病毒470

一、昆虫二分RNA病毒分类地位470

二、果蝇X病毒471

第一节 披膜病毒科的昆虫介体病毒473

一、披膜病毒科分类特征473

第十九章 昆虫介体病毒473

二、甲病毒属昆虫介体病毒474

一、黄病毒科分类特征475

二、黄病毒属昆虫介体病毒475

第二节 黄病毒科的昆虫介体病毒475

第三节 布尼病毒科的昆虫介体病毒477

一、布尼病毒科分类特征477

二、布尼病毒属昆虫介体病毒478

三、白蛉热病毒属的昆虫介体病毒478

四、内罗病毒属的昆虫介体病毒479

五、蕃茄斑萎病毒属的昆虫介体病毒479

第二十章 杆状病毒基因组DNA操作通论483

第一节 概述483

第五篇 昆虫杆状病毒基因组操作483

第二节 杆状病毒通用转移载体484

一、转移载体的组分484

二、转移载体的构建486

三、表达融合基因与非融合基因的转移载体490

四、启动子491

五、多元载体493

六、转移载体实例496

第三节 杆状病毒重组转移载体501

一、外源基因修饰501

二、信号肽DNA序列的应用502

第四节 杆状病毒同源重组504

一、共转染504

二、重组病毒分离纯化：空斑测定506

三、重组病毒分离纯化：其他方法508

第二十一章 杆状病毒基因组线型化操作511

第一节 线型化操作的进展511

第二节 设计一个便于筛选的重组病毒512

第三节 构建一个基因组酶切线型化而缺失必需基因的病毒513

第四节 酶切线型化而缺失必需基因的病毒DNA与转移载体之间的重组513

第五节 具体操作步骤515

一、病毒与细胞515

三、病毒DNA线型化516

四、线型化病毒DNA与转移载体共转染516

二、构建ORF603与ORF1629内有Bsu361位点的病毒516

五、重组鉴定517

第六节 线型化操作应用范围及存在问题517

第二十二章 应用YAC操作杆状病毒基因组519

第一节 概述519

第二节 YAC操作方法简介520

第三节 构建能在酵母与昆虫细胞内复制的杆状病毒DNA521

第四节 构建转移载体pAcY1与pAcY2521

第五节 具体操作步骤522

一、细胞Sf9保持与野生型AcMNPV繁殖522

三、转移载体的构建523

四、酵母转化及筛选523

二、重组病毒YCbv的构建523

六、转染昆虫细胞524

第六节 YAC操作方法应用上的优点与局限性524

五、酵母DNA的制备524

第一节 概述527

第二节 构建杆状病毒穿梭载体527

第二十三章 应用细菌转座子操作杆状病毒基因组527

第三节 构建mini-Tn7供体质粒529

第四节 mini-Tn7元件序列转座到靶穿梭载体529

第五节 杆状病毒穿梭载体DNA的结构530

第六节 复合Bacmid导入昆虫细胞并表达外源基因531

第七节 转座子操作方法的优点与局限性531

第二十四章 应用体外酶促反应操作杆状病毒基因组535

第一节 构建重组转移载体ploxZ536

第三节 体外介导pKSlox与p36CLox之间的重组537

第四节 Cre介导重组作用的化学计量与动力学537

第二节 构建重组病毒vAclox537

第五节 从被vloxZ感染的细胞回收ploxZDNA539

第六节 重组病毒vloxZ的Southern分析539

一、病毒与细胞540

二、DNA操作540

第七节 具体操作步骤540

五、从vloxZ回收ploxZ质粒DNA541

四、测定vloxZ感染细胞的β-半乳糖苷酶活性541

第八节 体外酶促反应的优点与局限性541

三、体外重组反应与重组体筛选541

第九节 杆状病毒基因组几种操作方法的比较542

第二十五章 昆虫杆状病毒表达载体系统547

第一节 杆状病毒表达载体系统的优越性547

第六篇 重组杆状病毒作为表达外源基因的载体547

第二节 杆状病毒表达载体的开发与改进548

一、杆状病毒转移载体548

二、新的亲本病毒549

三、选择标记与反向筛选549

第三节 昆虫体内与体外表达系统550

一、昆虫体外表达系统550

二、昆虫体内表达系统551

第四节 表达水平及其影响因素552

一、细胞类型与质量552

二、外源蛋白的性质553

三、启动子序列完整性553

五、其他因素554

第五节 重组杆状病毒表达外源蛋白554

四、融合蛋白554

一、人类与人类病毒蛋白569

二、植物与植物病毒蛋白571

三、昆虫蛋白与细菌蛋白573

四、具内含子的染色体基因表达573

五、外源基因的组织特异性与发育特异性表达575

六、外源基因的组成型表达578

第二十六章 昆虫细胞内重组蛋白的加工与转运581

第一节 前体蛋白序列的肽链内切酶酶促切割581

第二节 糖苷化作用582

第四节 脂肪酸酰化作用584

第五节 羧末端酰胺化作用584

第三节 磷酸化作用584

第六节 蛋白-蛋白相互作用585

第七节 蛋白质的转运与定位585

第二十七章 杆状病毒表达载体系统的应用587

第一节 在昆虫生理生化研究中的应用587

第三节 生产亚单位疫苗抗原589

一、动物疫苗：伪狂犬病毒疫苗589

第二节 在药物学研究中的应用589

二、人体疫苗：呼吸道合胞病毒疫苗591

第四节 表达有酶活性的糖蛋白593

第五节 表达作为治疗药物的激素594

第六节 表达作为治疗靶子的表面受体595

第七节 表达作为治疗靶子的酶596

第八节 表达人类其他基因产物596

第九节 发展前景598

第二十八章 昆虫细胞培养与细胞转化601

第一节 昆虫细胞系的选择与增减601

第二节 生物反应器内大量繁殖昆虫细胞602

第三节 昆虫细胞培养规模化与搅动问题603

第四节 无血清培养基的开发604

第五节 昆虫体外表达系统的局限性605

第六节 昆虫体外表达系统的新发展605

第七节 昆虫细胞转化606

第二十九章 杆状病毒杀虫剂611

第一节 害虫病毒防治的主要策略611

第七篇 重组杆状病毒作为基因工程病毒杀虫剂611

一、病毒作为经典生物防治剂612

二、病毒作为接种剂612

三、病毒作为杀虫剂613

四、增进病毒治虫潜力613

第二节 杆状病毒杀虫剂应用现状614

第三节 杆状病毒杀虫剂主要优点与缺点615

第五节 杆状病毒杀虫剂应用的安全性617

一、病毒宿主特异性的细胞学与分子生物学基础617

第四节 杆状病毒杀虫剂剂型改进与应用技术617

二、杆状病毒不能在脊椎动物细胞内复制618

第一节 重组杆状病毒构建的主要策略621

一、晚晚期基因启动子的应用621

第三十章 基因工程病毒杀虫剂的研制开发621

三、多元表达转移载体622

第二节 有应用潜力的重组杆状病毒杀虫剂开发622

二、其他启动子的应用622

一、表达昆虫激素的重组杆状病毒623

二、表达昆虫特异性毒素的重组杆状病毒623

三、表达Bt杀虫蛋白的重组杆状病毒625

四、表达保幼激素酯酶的重组杆状病毒628

五、表达植物蛋白酶抑制剂的重组杆状病毒629

六、蜕皮甾类化合物UDP-葡萄基转移酶对杆状病毒杀虫剂的意义630

七、扩大宿主域的重组杆状病毒631

第三节 病毒增强素在工程病毒杀虫剂研制中的应用631

一、美洲粘虫颗粒体病毒增强素632

二、粉纹夜蛾颗粒体病毒增强素633

三、病毒增强素基因的克隆635

四、病毒增强素的应用潜力636

第四节 重组杆状病毒的生物测定与大田释放637

一、重组杆状病毒的生物测定637

二、重组杆状病毒释放的风险评估640

三、重组杆状病毒杀虫剂的发展潜力641

五、病毒增强因子921