刺吸式口器昆虫中发现的首例杆状病毒-褐飞虱nuduvirus的生物学、基因组特性和利用研究

我们从水稻最主要害虫褐飞虱病虫中发现了1种非包涵体杆状病毒，通过病毒分离和测定了约67kb的基因组部分序列，确定该病毒是一种非包涵体杆状病毒即裸杆状病毒Nudivirus，称为Nilaparavata lugens Nudivirus （NlNV）。这是首个由我国发现的Nudivirus，也是国际上第一个在刺吸式口器昆虫中发现并确定的杆状病毒。刺吸式口器昆虫的取食方式和消化道与咀嚼式口器昆虫很不同。本项目将研究该病毒独特感染方式、传播途径、基因组成和病毒粒子结构等，探索不形成包涵体的包涵体蛋白类似基因和与口服感染相关的几个基因的作用，从而揭示杆状病毒如何适应刺吸口器的昆虫。结果将对杆状病毒进化和与宿主的关系具有特别理论意义，同时对利用裸杆状病毒防治褐飞虱具有实际价值。

褐飞虱(Nilaparvata lugens)在亚洲是水稻的最主要害虫。我们在褐飞虱基因组分析过程中，意外地发现了一种非包涵体杆状DNA病毒即裸杆状病毒Nudivirus序列。PCR检测表明这种病毒序列存在于从东亚和东南亚采集的给所有22个褐飞虱地理种群中。在33个Nudivirus核心基因中，有32个在褐飞虱的Nudivirus中可以检测到，其中包括20个杆状病毒核心基因。此外，在这Nudivirus部分基因组中，多个基因簇的基因排列也与其它Nudivirus呈共线性关系。在用supermatrix方法构建的进化树中，该病毒与其它Nudivirus病毒归为一组，与多分病毒polydnavirus也有较近的亲缘关系。各项结果表明，这些病毒序列属于还没有确定分类地位的Nudivirus，特别的是，在共进化过程中，这些病毒序列是整合到其昆虫宿主染色体中。本研究是首次发现刺吸式口器的半翅目昆虫也有大DNA病毒。