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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DNA 127

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DNA 140

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CAT 347

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DNA 359

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DNA 521

第四节 构建转移载体pAcY1与pAcY2 521

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ploxZ 536

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vAclox 537

第五节 从被vloxZ感染的细胞回收ploxZDNA 539

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DNA 541

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