蓝舌病毒的密码子偏好性分析及其在系统发生生物地理学中的研究
发布时间：2020-06-05 15:23
【摘要】：蓝舌病毒(Bluetongue virus,BTV)属于呼肠孤病毒科(Reoviridae Family)的环状病毒属(Orbivirus genus),是一种呈二十面体的双链RNA病毒;蓝舌病毒以库蠓作为媒介来感染哺乳动物,并伴随有一系列临床病征。尽管基因组分析发展迅猛,但是病毒与宿主的相互作用仍然还是未解之谜,譬如,病毒在不同宿主中的适应性如何?病毒如何逃逸宿主的免疫机制?本研究采用99株来自不同地域的蓝舌病毒毒株,通过计算VP2基因的相关密码子使用参数,结合多元统计方法,对蓝舌病毒VP2基因的密码子偏好性的进化进行研究。通过核苷酸成分以及相对同义密码子使用性分析表明,蓝舌病毒VP2基因偏好使用A/U结尾的密码子。此外,宿主对于病毒密码子使用模式产生的选择压力要大于媒介对其的选择压力且病毒和宿主之间密码子使用模式较媒介更为相近。有效密码子使用数(the effective number of codons,ENC)结果显示,就整体而言,病毒密码子使用模式存在一定偏好性;研究结果也证实了病毒密码子使用模式的进化主要受到自然选择压力的影响,突变压力与地域等因素对其影响较小。本研究首次对于蓝舌病毒VP2基因的密码子使用模式进行分析,其研究结果有利于进一步对于病毒进化以及其在宿主中的适应性分析提供理论依据。系统发生生物地理学(phylogeography)可以从系统发育角度来研究物种间或物种内基因系谱形成现有地理格局的原理及其历史演化过程。通过结合基因组信息与空间时间信息,来探究生物在时间和空间分布中的起源、阐述演化历程、重塑生物进化历史。目前,国内外已有很多研究应用系统发生生物地理学研究病毒遗传进化,因此,系统发生生物地理学必将成为今后病原菌遗传学分析的一个趋势。本研究利用贝叶斯系统发生生物地理学对366株蓝舌病毒VP2基因在2000-2016年间的演化历程进行初步推敲,发现随着时间推移,不同时间段会爆发不同种血清型的蓝舌病毒,BTV1作为蓝舌病毒的主要血清型,在进化历程中并没有被完全清除,而且在21世纪以来反复爆发。结果暗示BTV1可能为大部分新型血清型的产生提供可能。此外,通过贝叶斯建树发现,欧洲可能是蓝舌病毒自21世纪以来广泛流行并传播的根源。除了欧洲国家以外,位于北美洲的美国与位于亚州南部的印度在蓝舌病毒的传播网络种也起到重要作用。本研究结果为蓝舌病毒演化过程的研究奠定了理论基础,也为病毒的防治以及疫苗的研发提供了理论依据。
【图文】：
18 蓝舌病毒的密码子偏好性分析及其在系统发生生物地理学中的研究2009; Wang et al. 2011)。结果反映了病毒在宿主细胞中进行有效复制时对同义密码子的选择一定程度的偏好性。已有研究表明 ENC 与基因表达呈负相关性，，并且给出证据证明 ENC 值越小表明密码子使用偏好性越强，基因表达量越高 (Cristina et al. 2016;Nasrullah et al. 2015; Wright, 1990)。针对 ENC 与 GC3 作图可以反映密码子使用模式是否受核苷酸含量的影响 (Wright,1990)，如果基因受核苷酸含量影响大，那么所有的散点应该在标准曲线上亦或是周围；相反，如果基因收到翻译选择作用大，那么所有散点应该均位于标准曲线下方(Jenkins GM et al. 2003; Wang H et al. 2016)。本研究利用 BTV VP2 基因编码区序列的 ENC 值与GC3 值作图（图 2-1），结果显示所有的散点都稍稍低于标准曲线，即除了突变压力之外，还有其他因素，比如翻译选择作用也对 BTV 的密码子使用偏好性产生影响。该结果与之前的相关研究结果均一致 (Butt et al. 2014; Chen et al. 2014; Wang H et al. 2016)。
第二章 蓝舌病毒VP2 基因的密码子使用偏好性研究 密码子使用偏好性的主要因素；相反，则自然选择作用为主要12 和 GC3 之间并不具有显著相关性 (r = 0.263, P > 0.01)，说同影响 BTV 基因组密码子使用偏好性（附图 2）。本研究结iflora 的研究结果一致，都证明突变压力对密码子使用偏好性15)。码子使用偏好性的变化规律 (Correspondence analysis, COA) 可以揭示不同变量间的关系密码子使用偏好性来研究 BTV 的不同毒株的变化。另外，还的复杂数据，将各元素以点的形式在较低维的空间中展现出来acre, 1984; Kumar et al., 2016)。本研究根据性对同义密码子使P2 基因做 COA 分析，旨在研究不同毒株在两大主轴上的分布
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S852.65
本文编号：2698238
【图文】：
18 蓝舌病毒的密码子偏好性分析及其在系统发生生物地理学中的研究2009; Wang et al. 2011)。结果反映了病毒在宿主细胞中进行有效复制时对同义密码子的选择一定程度的偏好性。已有研究表明 ENC 与基因表达呈负相关性，，并且给出证据证明 ENC 值越小表明密码子使用偏好性越强，基因表达量越高 (Cristina et al. 2016;Nasrullah et al. 2015; Wright, 1990)。针对 ENC 与 GC3 作图可以反映密码子使用模式是否受核苷酸含量的影响 (Wright,1990)，如果基因受核苷酸含量影响大，那么所有的散点应该在标准曲线上亦或是周围；相反，如果基因收到翻译选择作用大，那么所有散点应该均位于标准曲线下方(Jenkins GM et al. 2003; Wang H et al. 2016)。本研究利用 BTV VP2 基因编码区序列的 ENC 值与GC3 值作图（图 2-1），结果显示所有的散点都稍稍低于标准曲线，即除了突变压力之外，还有其他因素，比如翻译选择作用也对 BTV 的密码子使用偏好性产生影响。该结果与之前的相关研究结果均一致 (Butt et al. 2014; Chen et al. 2014; Wang H et al. 2016)。
第二章 蓝舌病毒VP2 基因的密码子使用偏好性研究 密码子使用偏好性的主要因素；相反，则自然选择作用为主要12 和 GC3 之间并不具有显著相关性 (r = 0.263, P > 0.01)，说同影响 BTV 基因组密码子使用偏好性（附图 2）。本研究结iflora 的研究结果一致，都证明突变压力对密码子使用偏好性15)。码子使用偏好性的变化规律 (Correspondence analysis, COA) 可以揭示不同变量间的关系密码子使用偏好性来研究 BTV 的不同毒株的变化。另外，还的复杂数据，将各元素以点的形式在较低维的空间中展现出来acre, 1984; Kumar et al., 2016)。本研究根据性对同义密码子使P2 基因做 COA 分析，旨在研究不同毒株在两大主轴上的分布
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S852.65
【参考文献】
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1 周童,马建民,顾万君,孙啸,陆祖宏;哺乳动物MHC密码子使用概率的聚类分析[J];东南大学学报(自然科学版);2001年02期
2 梁督军,林治涌,张志珍;牛羊蓝舌病血清学调查[J];中国兽医科技;1992年03期
3 张念祖;张开礼;李志华;单于乃纯;胡玉玲;李根;赵坤;邹福中;许文珍;李胜绪;李春棣;张禹山;徐有生;刘少华;周训昌;窦维孝;保朝汉;赵小清;;绵羊蓝舌病的调查研究报告[J];云南畜牧兽医;1989年04期
本文编号：2698238
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