柞蚕核型多角体病毒（AnpeNPV）三地理株的全基因组比较分析揭示其遗传多样性（英文）

›› 2015, Vol. 58 ›› Issue (5): 535-545.doi:

柞蚕核型多角体病毒（AnpeNPV）三地理株的全基因组比较分析揭示其遗传多样性（英文）

何强^1,#, 刘绍伦^2,#, 马振刚¹, 张有义¹, Charles R. VOSSBRINCK³, 许金山^1,*, 周泽扬^1

（1. 重庆师范大学生命科学学院, 重庆 400047; 2. 东海大学生命科学系, 台湾40704; 3. Department of Environmental Science, Connecticut Agricultural Experiment Station, New Haven CT 06511, USA）

出版日期:2015-05-20 发布日期:2015-05-20
作者简介:何强, 男, 1989年生, 山西大同人, 硕士, 研究方向为昆虫病原微生物分子生物学, E-mail: 18875039568@163.com; 刘绍伦, 男, 1981年生, 中国台湾, 博士, 研究方向为藻类分子进化, E-mail: shaolunliu@gmail.com

Comparative genomics of three geographical strains reveals genetic diversity in Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus (AnpeNPV)（In English）

HE Qiang^1,#, LIU Shao-Lun^2,#, MA Zheng-Gang¹, ZHANG You-Yi¹, Charles R. VOSSBRINCK³, XU Jin-Shan^1,*, ZHOU Ze-Yang¹

(1. College of Life Sciences, Chongqing Normal University, Chongqing 400047, China; 2. Department of Life Science, Tunghai University, Taichung 40704, Taiwan, China; 3. Department of Environmental Science, Connecticut Agricultural Experiment Station, New Haven CT 06511, USA)

Online:2015-05-20 Published:2015-05-20
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Comparative genomics of three geographical strains reveals genetic diversity in Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus (AnpeNPV)

摘要/Abstract

摘要： 【目的】柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyi nucleopolyhedroviruses, AnpeNPV）能引起柞蚕脓病大面积暴发。尽管之前已完成了两株核型多角体病毒的基因组测序，但基于比较基因组的方法调查AnpeNPV间的遗传变异研究则相对较少。【方法】为了研究AnpeNPV不同地理株系间的遗传多样性，我们测序了1株从中国河南省分离的柞蚕NPV（AnpeNPV-H）基因组，并和之前从辽宁省分离的2株柞蚕NPV(AnpeNPV-L和AnpeNPV-Z)进行了比较基因组学分析。【结果】AnpeNPV-H的全基因组大小为125 605 bp，总共预测了146个开放阅读框（ORF），包括95个功能注释蛋白和51个假定蛋白。我们发现这3株AnpeNPV间的基因组成非常相似。在这3个AnpeNPV株系间，有6个开放阅读框存在碱基变异而导致基因的变短。并鉴定超过200个单核苷酸多态性（single nucleotide variations, SNVs），其中85%位于蛋白编码区。同时，odv-e 56, p94-like 和 egt 3个基因的非同义突变较高，表明这3个蛋白质编码基因可能经历了正向选择或纯化选择。我们发现在这3株AnpeNPV间一些基因的氨基酸发生变异，例如编码膜蛋白的基因、抑制凋亡和蜕皮的基因及与DNA复制相关的DNA聚合酶和解旋酶等基因。最后，展示了3株AnpeNPV间遗传重组的证据。【结论】本研究揭示了AnpeNPV种内水平的变异和株系内基因组的动态结构。

关键词: 柞蚕, 杆状病毒, 基因组, 单核苷酸多态性, 遗传多样性, 进化

Abstract: 【Aim】 Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus (AnpeNPV) produces epizootic outbreaks in populations of the oak silkworm A. pernyi. We conducted a comparative analysis among three AnpeNPV isolates to gain insight into the host/parasite interactions of this system at the molecular level. 【Methods】 We sequenced the genome of an AnpeNPV (AnpeNPV-H) isolated from Henan province, China and performed a comparative analysis with two previously sequenced isolates (AnpeNPV-L and AnpeNPV-Z) from Liaoning province. 【Results】 The AnpeNPV-H strain is 125 605 bp in length and contains 146 open reading frames of which 95 are identified as functional proteins and 51 are annotated as hypothetical proteins. The genetic arrangement (synteny) of the three strains is identical while six ORFs are truncated by stop codons in one or two of the isolates. There are more than 200 single nucleotide variations (SNVs) among the three AnpeNPV strains, 85% of which are found in coding regions. Fifty genes show amino acid changes, three of which (odv-e56, p94-like, and egt) have higher evolutionary rates of change (dN/dS>1), suggesting positive or purifying selection. Significant amino acid differences (changes in charge or hydrophobicity among isolates) are seen in envelope proteins, DNA polymerase, helicase and proteins involved in apoptosis and ecdysis. Finally, we show evidence of genetic recombination between AnpeNPV strains. 【Conclusion】 This study reveals the level of intraspecies variation among the strains examined and lends insight into host/virus interactions based on the dynamics of the A. pernyi nuclear polyhedrosis virus (AnpeNPV) genome.

Key words: Antheraea pernyi, baculovirus, genome, single nucleotide variations (SNVs), genetic diversity, evolution

何强, 刘绍伦, 马振刚, 张有义, Charles R. VOSSBRINCK, 许金山, 周泽扬. 柞蚕核型多角体病毒（AnpeNPV）三地理株的全基因组比较分析揭示其遗传多样性（英文）[J]. , 2015, 58(5): 535-545.

HE Qiang, LIU Shao-Lun, MA Zheng-Gang, ZHANG You-Yi, Charles R. VOSSBRIN. Comparative genomics of three geographical strains reveals genetic diversity in Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus (AnpeNPV)（In English）[J]. , 2015, 58(5): 535-545.

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