小菜蛾基因组中内源性逆转录病毒元件PxERV的发现与特征分析

• 作者: 刘天生 卢丛 尤民生 王月 陈韶萍
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 小菜蛾 基因组 内源性逆转录病毒 env基因 系统发育 qPCR
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 生理与生化
• 页码范围: 817-824
• 页数: 8页
• 分类号: Q963
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2020.07.005

摘要

[目的]内源性逆转录病毒(endogenous retroviruses,ERVs)是一类在宿主基因组中世代留存的有类似病毒结构的序列元件.本研究在通过前期小菜蛾Plutella xylostella精巢转录组分析发现一个小菜蛾内源性逆转录病毒元件PxERV的基础上,探究该逆转录病毒元件的序列特征及侵染活性,为探明内源性逆转录病毒对小菜蛾的影响奠定基础.[方法]利用生物信息学方法分析鉴定了PxERV在小菜蛾基因组上的序列及结构特点,并用基因克隆和测序得到PxERV的env基因序列;进一步通过MEGA6软件构建了昆虫env基因编码的氨基酸序列与核型多角体病毒包膜糖蛋白的系统发育树.利用qPCR技术检测了env基因在小菜蛾G88品系不同发育时期虫体和精巢中的表达模式及FZ品系成虫和G88品系的成虫和幼虫中env基因拷贝数的变化.利用CRISPR/Cas9介导小菜蛾G88品系中env基因突变,检测PxERV的独立复制活性.[结果]PxERV有LTR-pol-env-LTR结构,其env基因与果蝇Drosophila buzzatii逆转座子osvaldo和粉纹夜蛾Trichoplusia ni内源性逆转录病毒Ted的env基因进化关系较近.PxERV的env基因在小菜蛾G88品系雄成虫精巢中特异性高表达,env基因的拷贝数在小菜蛾FZ品系中的低于在G88品系中的,但在不同发育时期的G88品系中没有差异.G88品系多代自交,突变型env基因在小菜蛾基因组上不断减少,直至完全恢复野生型env基因.[结论]内源性逆转录病毒元件PxERV在小菜蛾世代间存在独立复制活性,但在小菜蛾发育过程中不会独立复制.这种病毒元件可能通过小菜蛾雄性生殖系统实现侵染活性,但侵染机理还需进一步探究.