棉铃虫病毒成纤维细胞生长因子的功能研究

Baculoviridae is the only virus family which has been found encoding fibroblast growth factor (FGF) so far.The vFGF of groupⅠalphabaculovirus was reported playing important roles on virus passing basal laminae, infecting tracheal system, and effectively establishing systematic infection. Unlike group I alphabaculoviruses, there is no functional studies of vFGFs of group II alphabaculoviruses. The C-terminal domain and N-linked glycosylation of vFGFs of group Ⅱalphabaculoviruses are different with that of groupⅠalphabaculoviruses, implying that the function of vFGFs of these two groups may also be different. In our previous studies, five N-linked glycosylation sites were identified in the vFGF of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus (HearNPV)by Mass Spectrometry (MS) method. In this project, we plan to analyze the function of HearNPV vFGF. The vFGF deleted and repaired recombinant viruses will be constructed to demonstrate the function of vFGF in viral propagation and oral infection in vivo and in vitro. Recombinant viruses with C-terminal deleted or N-linked glycosylation site mutated vFGF will also be constructed to investigate the function of C-terminal domain and N-linked glycosylation of HearNPV vFGF. The expected results of the project will reveal the function of HearNPV vFGF. It will extend our understanding on the establishment of systematic infection of baculovirus and contributes to the development of baculovirus insecticides.

杆状病毒是唯一编码成纤维细胞生长因子（FGF）的病毒。组Ⅰalpha杆状病毒vFGF在病毒感染中肠上皮细胞后，穿越基底膜感染气管进而建立系统感染过程中发挥重要作用。组Ⅱalpha杆状病毒编码的vFGF目前尚无功能研究， 它们在结构上与组ⅠvFGF有较大不同，表现为具有较长C端和较多N-糖基化位点，推测其功能与组ⅠvFGF有一定不同。前期我们利用质谱技术发现组Ⅱ棉铃虫病毒vFGF有5个N-糖基化位点。本项目拟在此基础上，系统开展棉铃虫病毒 vFGF的功能研究。拟构建vFGF缺失和回复的重组病毒，鉴定其在病毒复制和感染昆虫宿主过程中的功能，并构建vFGF C 端缺失和N-糖基化位点突变的重组病毒，进一步揭示vFGF C端结构域和N-糖基化修饰的功能。本项目预期将揭示棉铃虫病毒vFGF的功能，对深入解析杆状病毒感染过程中系统感染建立的机制及杆状病毒杀虫剂的改良具有重要意义。

杆状病毒是唯一编码成纤维细胞生长因子（FGF）的病毒。组Ⅰalpha杆状病毒vFGF在病毒感染中肠上皮细胞后，穿越基底膜感染气管进而建立系统感染过程中发挥重要作用。组Ⅱalpha杆状病毒编码的vFGF目前尚无功能研究，它们在结构上与组Ⅰalpha杆状病毒vFGF有较大不同，表现为具有较长C端和较多N-糖基化位点，推测其功能与组ⅠvFGF有一定不同。本项目中我们系统开展了组Ⅱalpha杆状病毒HearNPV vFGF的功能研究。转录和表达时相分析表明，HearNPV vFGF是一个早期表达蛋白；通过构建vFGF缺失和回复的重组HearNPV病毒，检测vFGF在病毒复制和感染昆虫宿主过程中的功能，结果表明vFGF的缺失不影响出芽病毒粒子在体外培养细胞HzAM1中的复制。应用3龄棉铃虫幼虫的生物测定实验表明，在口服感染的途径，vFGF的缺失不影响病毒的半数致死剂量(LD50)，但是vFGF的缺失导致病毒的半数致死时间(LT50)延迟了12小时，说明vFGF在HearNPV的口服感染过程中发挥重要作用。对vFGF N-糖基化位点和C端结构域功能研究的结果表明vFGF的6个预测的N-糖基化位点全部参与了N-糖基化，且vFGF N-糖基化存在异质性，主要由N30引起。对N-糖基化调控vFGF功能机理的研究结果表明，在HearNPV感染细胞的过程中加入N-糖基化抑制剂Tunicamycin，能够有效抑制vFGF的分泌，且糖基化位点多点突变同样能抑制vFGF的分泌，说明N-糖基化修饰主要通过调控vFGF的分泌来调控vFGF的功能。一步生长曲线分析表明，vFGF N-糖基化不影响病毒在体外培养细胞中的感染性病毒粒子的产生。对vFGF C端结构域缺失的重组病毒的研究表明，C端结构域缺失后vFGF不能有效包装到重组病毒粒子上。组I alpha杆状病毒与组I alpha杆状病毒vFGF的功能相关性研究结果表明AcMNPV vFGF不能有效的包装到重组HearNPV病毒粒子上。本研究对HearNPV vFGF及其N-糖基化修饰，C端结构域的功能的研究结果，对深入解析杆状病毒感染过程中系统感染建立的机制具有重要的意义。在本项目的支持下，目前已发表SCI论文3篇，投稿SCI杂志1篇；培养博士研究生和硕士研究生各一名。圆满完成了本项目的预定任务。