苹果蠹蛾颗粒体病毒应对宿主昆虫抗性的遗传变异机制研究

苹果蠹蛾颗粒体病毒（CypoGV）在欧美已经被成功应用于苹果蠹蛾的防治，但苹果蠹蛾对CypoGV的抗性问题一直困扰着其在田间的长期应用，解决该问题的最佳途径是挖掘新的毒株或基因工程修饰病毒。目前世界上发现的CypoGV毒株近20种，不同株系的毒力差异很大，但机理不明。项目组在前期野外筛查中分离到的2株本土苹果蠹蛾颗粒体病毒株CypoGV-ZY和CypoGV-KS，二者对苹果蠹蛾的毒力差异显著。本项目以这两个毒株为材料，通过对基因组测序、DGE表达谱与RNAi功能验证、病理学特征分析等手段，对比研究高毒力株与毒力相关的基因组结构特征与特有基因序列，旨在揭示CypoGV战胜苹果蠹蛾抗性的分子机理，为实现克服害虫抗性的CypoGV基因工程修饰、进一步研发具有自主知识产权的新型病毒杀虫剂提供理论基础；同时也为遏制入侵物种苹果蠹蛾东扩、及疫区的苹果蠹蛾生物防治提供重要的技术支持。

项目研究通过两个病毒分离株生理结构的比较，发现CpGV-ZY株在病毒粒子长度和包涵体蛋白厚度上均显著大于CpGV-KS株。紫外辐照实验进一步证明这些生理结构上的差异能够导致病毒抗逆性的增强，从而达到病毒在自然界保持更高的毒力。随后对两个病毒分离株侵染过程中差异表达基因进行分析，发现2个株系本身各基因表达水平存在显著差异，orf20和orf91的差异最为显著，说明这些基因与调控病毒侵染或与宿主互作有关。CpGV-ZY株orf91基因的上调有助于其快速系统侵染其它组织细胞。但前期绝对定量实验表明CpGV-ZY株最终ODV产量并未显著高于BG毒株，这可能因为CpGV-KS毒株在后期orf91表达水平迅速上升，进而CpGV-ZY毒株在宿主内增殖过程中到达平台期后拷贝数低于CpGV-KS有关。由此可见orf91在病毒系统侵染中的具有重要作用。同时，研究表明紫外线辐照病毒后，转录组数据SNP分析表明就单个T、C突变情况，总的T、C减少，虽然该数据不能直接用于说明病毒基因组的突变情况，但这为今后通过对基因组中T-C、C-C使用偏好性的检测来分析不同病毒株毒力差异的分子机理提供了可能性。