第3节病毒-医学资料

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1、第3节 病毒 病毒是非细胞形式的最小有机体，是一种最原始的生 命形态。 一个病毒由两部分构成：内部是核酸，外部是衣壳， 成分是蛋白质。 结构简单。只含有一种类型的核酸RNA或DNA。没 有细胞器和细胞构造、不能独立生活，只能在活的寄主 细胞内才能复制增殖。 1、病毒与其他生物的主要区别 (1)病毒只含一种核酸，DNA或RNA，而其他生物一般同时含有DNA和RNA两种核 酸； (2)病毒依靠自身的核酸通过复杂的生物合成过程进行复制，而不是通过二分 裂或类似二分裂方式在特定的宿主活细胞中进行繁殖； (3)病毒缺乏完整的酶系统，不含核糖体，必须利用宿主细胞的核糖体合成自 身蛋白质，脱离宿主不能进行任

2、何形式的代谢活动； (4)病毒对抗菌素或其他对微生物代谢途径起作用的因子不敏感； (5)昆虫病毒的主要组成成分是核酸和蛋白质，只有核酸能够繁殖和具有感染 能力。 昆虫病毒是指以昆虫为宿主并对昆虫有致病性的病毒 超显微 没有细胞结构 在活细胞里专性寄生的大分子微生物 在活体外具有一般大分子的特征，进入宿主细胞又具 有生命 特征 80%的昆虫病毒都是农林业中常见的鳞翅目害虫的病 原体，国此是害虫生物防治的巨大资源库 2、历史和现状 家蚕和蜜蜂黄疸病。中国陈旉所著农书(1149)中即有关 于家蚕“高节”、“脚肿”病的记载，即中国农民俗称的“脓病”。 20世纪初才证明“脓病”病原是核型多角体 1949

3、年加拿大引进欧洲云杉叶蜂NPV(核多角体病毒)控制害 虫。 1940-60年代主要应用细菌防治，70年代才利用病毒。 1981年，对病毒病的描述，几乎遍及昆虫纲的各个目，记 载了800多种寄主昆虫和螨类的1200种病毒病。 1980年代，我国已经分离出200种以上的昆虫病毒。 俄：黄叶蜂NPV、甘蓝夜盗蛾、舞毒蛾、美国白蛾、天幕毛 虫等。 捷：美国白蛾GV 法：松带蛾CPV 日：1974年注册了赤松毛虫CPV，直升飞机喷洒。还对茶小 卷叶蛾、茶卷叶蛾GV进行研究利用。 埃及、中：斜纹夜蛾NPV 新西兰：牧草蝙蝠蛾WNPV 斐济：独角仙病毒 国际上已报道过的昆虫病毒有1600多种，分属于6个目的

4、 昆虫，60%为杆状病毒，能引起1100种昆虫和螨类发病，可控 制近30%的粮食和纤维作物上的主要害虫。 至少有60多株进入大田应用或示范，约20多株制成杀虫 剂，仅就俄罗斯而言，1990年已有14种病毒杀虫剂，其中有7 种年总产量为60多吨，防治面积150万公顷。 1971年，棉铃虫NPV在美国成为第一个商品化制剂，1987 年美国加强了对舞毒蛾、黄杉毒蛾、苜蓿尺蠖等NPV的研究 。 我国已报道220种，250株，绝大部分为杆状病毒，寄生在70多 种寄主中。 始于60年代，先是调查、收集，70年代后做了大量工作。1987 年我国将棉铃虫NPV投入商品化生产。 北京、广东(斜纹夜蛾NPV)、武

5、汉、华东(棉铃虫NPV)都进行过 卓有成效的工作。 我国有20株进入大田应用或示范，7株制成制剂，先后建立5座 工厂，一种新的生物农药产业。 从防治对象来看，可分为二个阶段: 4060年代：食叶性森林害虫； 70年代后：农业害虫。 从病毒生产方式，二个阶段: 40年代到60年代，野外采集； 人工饲养虫到杀虫剂。 3、优点 1) 选择性好：仅能寄生一种或少数同科同属亲缘相近 的昆虫种类，不损伤天敌，不易引起生态平衡的 破坏。 2) 传播性强：很快扩散蔓延，造成流行病，能垂直传 播，造成区域流行病。 3) 持久性长：包涵体可抵抗不良环境，具有非常好的 稳定性，是自然环境中的一部分，能起长期控制 作

6、用。 4) 经济效益高：剂量低，使用简便。 5) 安全性好 4、缺点 1) 防治效果慢：10天，潜伏期较长，往往降低其商 业价值和实际效果。 2) 防治谱窄：不能成功地用来防治种植地区生长季 节内繁衍的多种害虫。 3) 受到温度、阳光等环境条件影响较大。 4) 不易生产 昆虫病毒、其它的无脊椎动物、脊椎动物和植物病毒之 间并无明确的界限 日本乙型脑炎病毒通过三带喙库蚊传染给人类 黄热病毒和登革热病毒通过伊蚊传染人类 呼肠孤病毒科环状病毒属的全体成员、 朋扬病毒科的全体成员、 弹状病毒科水疱病毒属和狂犬病毒属的部分成员， 植物呼肠孤病毒等，都是既能使昆虫致死，又能寄生植 物； 野田村病毒既能使昆

7、虫发病，又能使哺乳动物发病致死 。 4、昆虫病毒分类与性状 病毒的形态特征：囊膜的有无、病毒粒子的大小、 形状以及亚显微结构 生化和生物物理特征：核酸的类型、特性、蛋白质 以及各成分的含量、分子量、浮力密度和沉降系数等， 还包括病毒粒子对乙醚是否有抗性 相互间的亲缘关系：入侵和复制过程、寄主范围和 传递方式。 昆虫病毒分类的特点：命名法与其他生物不同 属于13个病毒科，2个病毒亚科，21个病毒属 病毒核酸的类型分为： DNA病毒dsDNA病毒，包括： 杆状病毒科；多分DNA病毒科；痘病毒科；泡 囊病毒科；虹彩病毒科 DNA病毒ssDNA病毒，包括细小病毒科 DNA和RNA反转录病毒，包括： 前

8、病毒科； 变位病毒科 RNA病毒dsRNA病毒，包括： 呼肠孤病毒科； 二分RNA病毒科 RNA病毒ssRNA病毒，包括： 微RNA病毒科；野田村病毒科； T4病毒科 果蝇X病毒属于二片段双链RNA病毒(Bisegmented ds RNA)，与其它类似的病毒在一起，可能成为一新科，包囊 病毒也是。 在已发现的昆虫病毒中，最小和最庞杂的是小RNA病毒 。 全世界已发现的昆虫病毒，划分成22个类型，且每一个 类型给予一个编码。 根据包含体在寄主细胞中的部位，分为： 核型多角体病毒(NPV) 寄生在寄主细胞核内，包含体内含有多个杆状病毒粒子 质型多角体病毒(CPV) 寄生在寄主细胞质中，包含体内含

9、有多个球状病毒粒子 颗粒体病毒(GV) 在感染的细胞核里和细胞质里均可发育形成。多为椭圆 形，也有肾形，每个包含体一般仅含一个杆状病毒粒子 无包含体病毒 如昆虫浓核病毒、感染病毒的寄主细胞核膨胀、核内物 质呈浓密、丰盈现象 昆虫痘病毒(Vagoiavirus) 于细胞质内，但纺锤形包涵体是不包埋病毒粒子的 (1) 杆状病毒 A亚组核型多角体病毒(NPV)，如家蚕NPV，棉 铃虫NPV，松毛虫NPV，春尺蠖NPV，舞毒蛾NPV，斜 纹夜蛾NPV，粘虫NPV，中国刺蛾NPV等； B亚组颗粒体病毒(GV)，如黄地老虎GV，菜 粉蝶GV，茶小卷叶蛾GV等； C亚组非包涵体核型杆状病毒，如印度棕榈独 角

10、仙病毒； D亚组非包涵体多分体DNA基因组核型杆状病 毒，如甜菜尺蠖姬蜂病毒。 感染病毒的幼虫形成大量包含体，扩散、传播 杆状病毒有宿主专一性，宿主仅限于节肢动物，对脊 椎动物、植物完全不感染应用安全 主要见于昆虫体内，是已知昆虫病毒中类群最大、发 现最早、研究最多，且实用意义最大的 主要应用： 作为载体，表达外源基因 作为杀虫剂，有效地控制农业害虫的发生，并且对环 境不造成污染 1) 研发现状 二十世纪50年代，我国开始昆虫杆状病毒的基础性和应用性研究。 有20种左右杆状病毒杀虫剂进入田间试验或实际应用，包括： 棉铃虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、苜蓿银纹夜蛾、春尺蠖、舞毒蛾、木 毒蛾、美国白蛾、甘

11、蓝夜蛾、茶毛虫、灰茶尺蠖、茶尺蠖、大蓑蛾、油桐 尺蠖等核型多角体病毒 小菜蛾、菜青虫、黄地老虎、杨扇舟蛾、玉米螟、茶蚕等颗粒体病毒 。 2) 昆虫表现症状 初期：行动迟缓，缺乏食欲，体躯肿胀，变黄或 乳白色，皮肤变脆，组织液化，一触即破。 后期：趋向最高处，如植株项端，头朝下倒挂。 3) 杀虫活性 7个目，290多种害虫，主要为鳞翅目，其次为膜翅目、双 翅目、鞘翅目和直翅目昆虫。 LD50：50100微克/头。 害虫死亡高峰在施药后的4-5天。 甜菜夜蛾核型多角体病毒只对甜菜夜蛾有效，药后4天达到 死亡高峰； 棉铃虫病毒只对夜蛾属的昆虫有效，死亡高峰在第5天 广谱性的杆状病毒：苜蓿银纹夜蛾病毒

12、 对10多种害虫有效。 克服防治谱窄的部分弱点 但活性低12个数量级。 研究最为深入 4) 重要品种：核多角体病毒(nuclear polyhedrosis viruses，简称NPV) 是研究最早、最详细的一个类群，我国至少已发现60多 种，已有比较成功的病毒制剂。 包涵体的形态结构：NPV的包涵体称多角体(polyhedron) ，简称IB或PIB，是在感染的细胞核中产生的包涵和保护病 毒粒子的一团蛋白质，呈多边形，具梭角。 常因寄主种类的不同而不同，即使同种昆虫，甚至同一 细胞，多角体的形态和大小也有区别。常见的有三角形、四 角形、五角形、六角形、立方形、近圆形和不规则形。 不同多角体的

13、形状 同一品系或分离株病毒的多角体的形状是趋于稳定的 ，相同寄主而不同品系或分离株病毒的多角体的形状和平 均大小就可能判别比较大。 如从盗毒蛾幼虫体分离的NPV的两菌株，一个多角体 是多形状的，另一个是立方形的，而用它们混合感染盗毒 蛾幼虫时，在同一感染细胞内并未同时发现两个病毒株， 因而多角体的形状可以作为辨别一个病毒品系或分离株的 标志。 多角体的表面有膜，若多角体被溶解，则会留下囊状 空泡，再延长时间，也会被溶解，与核膜相似 病毒粒子的形态结构 在NPV中，每个囊膜可以包封一个至多个核衣壳，一个囊 膜内有多个排列成束的核衣壳的，常称为病毒束 获得囊膜的病毒粒子被随机的包埋在蛋白质构成的结

14、晶状 多角体之内，一个多角体可以包埋一个至多个病毒粒子。 而未被包埋的病毒粒子则只有核衣壳。 核型多角体病毒的包涵体呈多角形，有两种包埋形式： 一种是多角体内包埋着许多单个的病毒粒（单粒包埋型）， 简称SEV 另一种是1个包膜内包裹着多个核壳(一般称为病毒束)，成束 地被包埋于多角体蛋白基质中(多粒包埋型)，简称MEV。 包涵体的大小为0.515微米。C亚组与 D亚组都不形成包涵 体。 A亚组、C亚组和 D亚组的病毒只在感染的细胞核中增殖，而 B亚组的病毒在细胞核和细胞质中都能发育。 感病幼虫常以腹脚或尾脚倒挂于叶片或枝条上而死，死后体 软，一触就破，流出脓液 棉铃虫NMPV的病毒束可有2-6

15、个核衣壳，最多达20 多个 ；斜纹夜蛾为2-10个；盗毒蛾为6-10个。 两种不同包埋型的病毒，与不同的病毒品系或分离株有关 ，是由遗传性决定的。 同一种昆虫厅主的两种不同包埋型的NPV，它们对寄主的 感染力、专一性、对环境的抵抗力以及多角体蛋白的化学持 性、血清学特征等方面都可能有较大的差异。 扫描电子显微镜下的隐纹稻苞虫NPV的多角体 对不同化学药剂具有高度抵抗力 不溶于水及多种有机溶剂 不被细胞或细胞蛋白酶分解 在pH值22.9时，可被胰蛋白酶破坏 溶于强酸和强碱溶液 比重大于水，对低温有较强的抗力，抗高温能力差 不溶于昆虫血淋巴，所以将其接种于昆虫的血腔，幼 虫不会感染。 必须通过幼虫食入，经消化液消化后，才能释放出有 感染力的病毒粒子。 核多角体的理化性质 经干燥后，可以保存多年性质不变，如家蚕多角体在无水 氯化钙中保存37年，其在碳酸钠中的溶解性不变。 可以抵抗细菌的腐败作用，在提纯或死虫尸为细菌污染时 ，多角体一般不受收破坏。 在昆虫幼虫消化认中的溶解性不受寄主范围的限制，对非 敏感昆虫也是如此。 有较强的折光性，成熟的多角体不易被一般染料着色，但 经酸碱处理一可为一些染料所强染。 侵染途径