昆虫病毒简介

樽满秋华

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      昆虫病毒是以昆虫作为宿主，并在宿主种群中流行传播的一类病毒。昆虫病毒的种类繁多，至今发现的昆虫病毒已超过1000多株，涉及11个目的900多种昆虫，据统计我国已经发现的昆虫病毒有200余株。

一、昆虫病毒的形态结构
　　昆虫病毒在形态、结构上比较特殊，其突出的特点是它们大都在宿主细胞内形成蛋白结晶性质的包涵体（inclusion body）。
家蚕脓病的多角体，就是包涵体的一种。包涵体内的病毒粒子只有当它们从包涵体中释放出来以后，才有侵染宿主细胞的能力。包涵体具有保护病毒免受不良环境影响的作用。除了形成包涵体的病毒外，还有许多不形成包涵体的昆虫病毒。


二、分类

　　二十世纪七十年代，昆虫病毒的分类，就是根据包涵体的有无、形态、生成部位等特点，而大体分成五类：
（1） 核型多角体病毒（Borrelinavirus属），多角体于细胞核内形成；
（2） 质型多角体病毒（Smithiavirus 属），多角体于细胞质内出现；
（3） 颗粒体病毒（Bergoldiavirus 属），椭圆形颗粒状包涵体存在于细胞核或细胞质内；

（4） 昆虫痘病毒（Vagoiavirus 属），椭圆形与纺锤形包涵体存在于细胞质内，但纺锤形包涵体是不包埋病毒粒子的；
（5） 非包涵体病毒（Moratorvirus 属），不形成包涵体，病毒粒子游离地存在于细胞质内或细胞核内。
　　这种分类法，是由于研究昆虫病理学时，病毒只作为病原体对待而历史地形成的，即使现在，仍未失去其实际意义。然而，随着昆虫病毒的数量和种类的发现日益增加，对这种分类法进一步完善和逐渐成熟起来，最近（1999）根据“Virus taxanomy1999”，昆虫病毒可分为7个科。

1、杆状病毒科（Baculoviridae）
核型多角体病毒属（Nucleopolyhedrovirus）
颗粒体病毒属（Granulovirus）

2、呼肠孤病毒科（Reoviridae）
质型多角体病毒属（Cypovirus）
3、痘病毒科（Poxviridae）
昆虫痘病毒亚科（Entomopoxvirinae）
4、细小病毒科（Parvoviridae）
浓核病毒亚科（Densovirunae）
5、虹彩病毒科（Iridoviridae）
虹彩病毒属（Iridovirus）
6、弹状病毒科（Rhabdoviridae）
西格马病毒属（Sigmavirus）
7、微核糖核酸病毒科（Picornaviridae）
肠道病毒属（Entervirus）

三、研究昆虫病毒的实践和理论意义

　　为什么要研究昆虫病毒？研究昆虫病毒的直接目的，是为了保护有益昆虫、杀灭农林害虫和卫生昆虫。这在发展农林生产、加强公共卫生以及人类环境保护方面，都有重要意义。此外，昆虫病毒的种类很多，在发展比较病毒学和分子生物学的基础理论研究、加深对病毒乃至生命本质的认识方面，也是很好的实验模型。

（一）昆虫病毒与蚕、蜂病害的防治
　　蚕和蜂，是有重要经济价值的益虫，遭受多种病毒的侵袭，往往造成生产上的巨大损失。由核型多角体病毒引起的脓病，任何养蚕的国家和地区都是常见的蚕病，有些年份或季节还能大流行，引起养蚕业上可观的经济损失。秋蚕发病严重的地区，脓病的损失占半数以上。脓病对柞蚕的危害更为普遍，据估计，我国有些地区柞蚕常年因脓病减产30%左右，严重地区达50%以上，甚至造成个别生产单位绝产。近年，由家蚕质质型多角体病毒引起的中肠型脓病，以及由非包涵体病毒（FV）引起的空头性软化病，已发展为目前国内外蚕业生产上危害最大的蚕病。因此，有效地防治各种病毒引起的蚕病，已为当前安定蚕作、增产蚕茧所急需解决的重要课题。已知为害蜜蜂的病毒至少有7种。
（二）昆虫病毒作为控制害虫的手段
事物总是一分为二的。昆虫病毒的存在，能引起蚕、蜂等有益昆虫的疾病，造成经济上的损失，这是有害的一面；但是昆虫病毒又能杀灭害虫，保护农林作物和人体健康，这是有利的方面。昆虫病毒作为农林害虫和卫生昆虫的控制手段，具有一些独特的优点：

（1）宿主特异高，能杀灭害虫，而不影响害虫的天敌，因此，引起主要害虫的再猖獗与次要害虫上升等可能性较小；
（2）不会污染环境，对人畜安全，昆虫病毒是自然界本来存在的，特别杆状病毒（核型多角体病毒与颗粒体病毒）对河虾、牡蛎、蚌、蟹没有致病性，对两栖类、鱼类、鸟类及哺乳动物亦无任何中毒性、致病性或异常变态反应；
（3）后效作用明显，不仅病虫本身就是病毒生产的“小工厂”，而且有些情况下，病毒还可经卵传染，杀灭次代害虫，这是任何化学农药所办
（4）同时昆虫病毒制剂生产容易、使用方便、成本低廉、适于推广。

　　近20年来，利用昆虫病毒防治农作物害虫已成为国内外生物防治的一个重要发展方向。HaSNPV是棉铃虫特异性病原病毒，由武汉病毒所分离，自70年代起被用于棉铃虫的防治。在武汉病毒所和兄弟单位的协助之下，该病毒在1993年被登记注册为我国的第一个病毒杀虫剂，目前年产200～400吨，年应用面积达 200万亩次，在国际上具有较大的影响。我国许多地方都开展了不同规模的田间治虫试验，其中面积较大的有赤松毛虫质型多角体病毒（CPV），棉铃虫和油桐尺蠖核型多角体病毒（NPV）和菜粉蝶颗粒体病毒（GV）等病毒杀虫剂，而且取得了较好的防治效果。

（三）昆虫病毒作为基础研究的模型
　　病毒是生命有机体的原始形态，通过对病毒的研究，可使人们对生命本质的认识，有所启发，对生命现象的一些基本问题加深理解。在这方面昆虫病毒作为实验模型，也是非常合适的。

　　中国科学院武汉病毒研究所承担的国家自然科学基金“中国棉铃虫核型多角体病毒基因组全序列的测定”项目在课题组人员与荷兰Wageningen大学科学家的共同努力下，取得重要进展，已经完成了棉铃虫单核衣壳核型多角体病毒（HaSNPV）的全序列测定。研究表明HaSNPV全长131，403bp（GenBank 收录号AF271059），编码长度在50氨基酸以上的ORF 135个，其中115个为杆状病毒的同源基因，20个ORF为HaSNPV的特有基因。该研究利用“基因对比排列图”方法，首次揭示出杆状病毒基因组排列的共同特征。这是世界上报道的首例单核衣壳核型多角体病毒的全序列，对杆状病毒的基因组结构和分子进化研究具有重要的理论价值。
　　目前该项目组科研人员正全面开展HaSNPV的功能基因组学及HaSNPV与宿主相互作用的分子机理的研究。