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第五章病毒的遗传分析（3h）教学目的：掌握噬菌体的突变类型以及λ噬菌体的基因组；明确噬菌体的噬菌体的重组；了解噬菌体的互补测验。
教学重点：噬菌体的重组。
教学难点：噬菌体的互补测验。
第一节噬菌体的繁殖和突变型一、噬菌体的繁殖二、噬菌体突变型第二节噬菌体突变型的互补测验一、φX174条件致死突变型的互补测验二、T4突变型的互补测验第三节噬菌体突变的重组实验一、T2突变型的两点测交二、T4突变型的三点测交第四节λ噬菌体基因组与λ原噬菌体一、λ噬菌体的基因组二、原噬菌体的插入与切除第五节环状排列与末端重复（自学）一、线状DNA具有环状遗传图二、环状排列与末端重复的形成第五章病毒的遗传分析（3h）第一节噬菌体的繁殖和突变型一、噬菌体的繁殖感染周期：是指噬菌体从吸附细菌到子代噬菌体从宿主细菌细胞中放出来的过程。
1、烈性噬菌体的感染周期：烈性噬菌体T4，其宿主是大肠杆菌，故称之为大肠杆菌T4－噬菌体。
T4－噬菌体对大肠杆菌的侵染过程，就是我们在前面讲过的噬菌体感染周期。
大肠杆菌T4－噬菌体：头、尾两部分组成，外为蛋白质外壳＋内部DNA分子。
侵染过程：侵染时T4噬菌体的尾部吸附在大肠杆菌的细胞壁上，放出溶菌酶将细胞壁溶成一小孔，借助于尾鞘的收缩，将自己的DNA（T4－DNA）通过小孔注入大肠杆菌细胞内，T4－噬菌体的基因e立即有顺序地进行表达。
T4－噬菌体DNA上约有160个基因，已定位的有70多个基因，装配成完整的噬菌体的全部信息也都在此DNA上。
T4－噬菌体的基因的表达：早前期基因表达—多为调节基因。
其作用是启动自身基因表达。
而抑制宿主大肠杆菌细胞的DNA合成。
晚前期基因表达—是与DNA复制有关的基因。
其产物是：核酸酶：降解大肠杆菌的DNA，为自己DNA 合成提供游离的核苷酸；DNA复制有关的酶：大量合成新T4－DNA。
晚期基因表达—是控制形态发生过程的基因；编码噬菌体结构蛋白的基因。
其产物是大部分直接参与外壳的建成和少数具有酶的作用。
高通量测序及其应用于细菌和病毒的遗传学研究随着高通量测序技术的不断发展，科学家们可以更加深入地研究微生物的遗传学。
在细菌和病毒研究领域，高通量测序技术已经成为必备的工具。
本文将介绍高通量测序技术的原理、应用范围及其对细菌和病毒遗传学研究的意义。
一、高通量测序技术原理高通量测序技术是对DNA或RNA序列进行快速、准确、高效的测序分析技术，通过高速测序平台、实时数据分析和大数据的存储，能够同时对众多生物样本进行测序分析。
测序分析主要包括以下步骤：1. 文库制备DNA或RNA样本需要先进行文库制备。
文库制备的方法包括PCR扩增文库和文库构建（例如用转录酶逆转录RNA并将其转换为cDNA）。
2. 测序平台高通量测序平台的种类有很多。
其中Illumina、Ion Torrent、PacBio和Oxford Nanopore等平台是应用较为广泛的。
3. 数据分析数据分析包括质量控制、比对、分析和注释等步骤，其目的是解释原始序列并从中提取有用的生物信息。
二、高通量测序技术的应用高通量测序技术在基因组学、转录组学、表观遗传学和染色体构象等领域的应用已经得到了广泛的认可。
在微生物学领域，高通量测序技术可应用于：1. 细菌基因组研究高通量测序技术可用于细菌基因组测序，从而深入研究细菌的基因组结构和本质特征。
细菌基因组测序可以帮助科学家们比较发现新的多样性、理解细菌的进化过程、挖掘和注释基因、发现新的生物学功能等。
此外，高通量测序技术也可以为细菌群落的DNA比对提供便利，从而更加全面地评估其进化和多样性。
2. 细菌转录组研究高通量测序技术可用于分析细菌的转录组，并帮助科学家们了解细菌在不同生活状态下基因表达的变化。
通过分析转录组数据，科学家们可以发现新的生物学过程并理解细菌的代谢途径等。
3. 病毒遗传学研究高通量测序技术也在病毒学研究中得到了广泛的应用，包括分析病毒基因组、检测病毒变异等。
病毒测序主要涉及到两个方面，即病毒本身的基因组信息和宿主对病毒的响应。
病毒进化和生态遗传学特征分析在当前的全球环境中，病毒的进化和变异是一个备受关注的话题。
随着科技的不断进步，我们越来越了解到病毒的生态遗传学特征，这对于我们预测和控制病毒传播具有重要的意义。
一、病毒生态系统及其进化病毒生态系统包括病毒、寄主和环境因素等。
病毒的进化和演化是受到这些因素的共同影响的。
寄主的免疫力不断发展，病毒需要不断的适应和进化才能在寄主中存活下来。
此外，环境因素如气候、地理位置等也会对病毒的演化和分布产生影响。
病毒的进化是非常快速和复杂的过程，它可能产生新的病毒毒株，这可能对大众的健康和医疗产生很大的危害。
正确的预测和有效的控制是相当重要的。
二、生态遗传学特征的分析生态遗传学的研究重点是遗传变异和环境适应性之间的关系，这对于理解病毒的进化规律和遗传策略有着重要的启示。
1. 基因突变病毒的存在依赖于基因组的完整性和准确性，任何基因的突变都可能影响病毒的功能。
这种突变可能是病毒DNA或RNA序列改变、插入、删除等，导致了在病毒毒株中的遗传变异。
2. 基因重组基因重组是指两种不同病毒的基因互相组合形成新的毒株。
这个过程通常发生在两种病毒感染同一个寄主的情况下，遗传物质之间的交互会产生新的遗传特征。
3. 病毒适应性进化随着寄主的进化和免疫系统的演化，病毒也在不断地调整自己的适应性属性以避免被免疫系统攻击。
病毒分成两种：一种是利用旧的特征来适应新的环境；另一种则是在新的环境中产生新的变化，以适应当前的情况。
三、对于病毒进化和生态遗传学特征的控制策略基因突变和重组是病毒演化的关键，控制的策略有以下几个方面：1. 加强公共卫生意识对于病毒的早期检测和隔离是非常重要的，通过大力宣传公共卫生意识，增加大众的疫情认知度和疫情预防意识，是真正有效遏制病毒的传播和进化。
2. 病毒监测和追踪对于不同地区不同时期的病毒状况进行监测和追踪，并及时报告疫情情况，可以获得及时的消息，为疫情预测和控制提供更有意义的信息。
Chinese Journal of Animal Infectious Diseases中国动物传染病学报收稿日期：2021-08-31基金项目：兽医病理生物学与疫病防控安徽省重点实验室自主课题（SYZZ2017003）；科技部国家重点研发计划（2018YFD0500100）作者简介：张淼，男，硕士，主要从事动物疾病的研究通信作者：王桂军，E-mail：************.cn 2023,31(6):108-115·研究论文·摘 要：为了解猫传染性腹膜炎病毒（FIPV ）的基因组特征和遗传变异情况。
本试验利用RT-PCR 方法从患病猫组织中鉴定出1株Ⅰ型FIPV 病毒，通过RT-PCR 扩增18个片段的目的基因，连接到pCE-TA 克隆载体后测序，对测序结果进行拼接获得FIPV NJ-20-a 株的全基因序列，对获得的全基因序列和编码区序列以往毒株进行同源性分析，并构建S 基因系统进化树。
结果显示NJ-20-a 株与以往毒株同源性较低，新分离毒株基因组变异较大，通过编码区序列同源性分析发现S 基因和3a 、3b 、3c 基因是变异的主要区域，S 基因系统进化树发现NJ-20-a 株处于Ⅰ型FIPV 分支内的单独分支，与以往毒株进化差异较大，表明猫冠状病毒在不同地域遗传进化过程中差异较大。
本研究通过对 FIPV NJ-20-a 毒株进行全基因测序和分析，为猫冠状病毒的分子生物学研究和流行性学的调查提供了一定基础。
关键词：FIPV ；NJ-20-a 株；全基因测序；遗传进化分析中图分类号：S852.65文献标志码：A文章编号：1674-6422（2023）06-0108-08猫冠状病毒的全基因测序与遗传进化分析张 淼，吕 炫，毕庄莉，朱英奇，张 冲，李佳明，张瑞辰，吴 琼，王桂军（安徽农业大学动物科技学院，合肥230036）Abstract: To understand the genomic characteristics and genetic variation of Feline infectious peritonitis virus (FIPV), the type I FIPV strain NJ-20-a was isolated from diseased feline tissues by RT-PCR in the present study. The target genes of 18 fragments were amplifi ed by RT-PCR and then the amplifi ed products were cloned into pCE-TA vector. After sequencing, the whole genomic sequence of FIPV NJ-20-a strain was obtained by splicing. The whole genomic and coding region sequences were compared with previous strains for analyzing their homology and constructing the S gene phylogenetic tree. The results showed that the homology of NJ-20-a strain and previous strains was lower, indicating this novel FIPV strain NJ-20-a experienced significantly variation. Analysis of coding region sequences also showed that the S gene and 3a , 3b and 3c genes were the main regions of variation. Thep hylogenetic analysis of the S gene showed that FIPV NJ-20-a strain belonged to a separate branch of type I FIPV branch, which was quite different from previous strains. In conclusion, these results indicated that there were great differences in the genetic evolution of feline coronavirus in different regions. This study provided a basis for molecular biology and epidemic investigation of feline coronavirus by sequencing and analyzing the whole genome of FIPV NJ-20-a strain.Key words: Feline coronavirus; NJ-20-a strain; genome sequencing; phylogenetic analysisThe Whole Genomic Sequencing and Genetic Evolution Analysis of A FelineCoronavirus StrainZHANG Miao, LYU Xuan, BI Zhuangli, ZHU Yingqi, ZHANG Chong, LI Jiaming, ZHANG Ruicheng,WU Qiong, WANG Guijun(College of Animal Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)· 109 ·张 淼等：猫冠状病毒的全基因测序与遗传进化分析第31卷第6期猫传染性腹膜炎（feline infectious peritonitis, FIP）是一种猫的慢性型、进行性、致死性的传染病，其病原为猫传染性腹膜炎病毒（Feline infectious peritonitis virus, FIPV），由猫冠状病毒（Feline coronavirus, FCoV）突变而来[1]。
病毒学研究的方法和技术病毒学是研究病毒的学科，主要关注病毒的生物学特性、分类、传播和致病机制。
病毒学的研究方法和技术种类繁多，本文将按照其研究方向和用途进行介绍。
一、病毒分类和鉴定方法病毒分类是研究病毒的基础，也是为寻找针对特定病毒的治疗手段提供重要依据。
常用的病毒分类方法包括形态学分类、生物物理化学分类、分子生物学分类等。
其中最具代表性的是分子生物学分类方法。
该方法通过对病毒遗传物质的DNA或RNA序列进行分析，建立起了病毒系统发育树，依依分类病毒，如爱滋病病毒(HIV)、流感病毒等。
利用PCR扩增技术可以快速鉴定出病毒特异性DNA/RNA序列，为病毒的快速检测和鉴定提供了重要的技术支持。
二、病毒核酸和蛋白质的分离与分析方法分离和分析病毒核酸和蛋白质是研究病毒基因组和蛋白质组成为了进一步探究病毒的生物学特性和致病机制。
常用的方法包括电泳分离、质谱分析、荧光定量PCR等。
其中，电泳分离技术被广泛应用。
根据不同的电泳方式，电泳分离技术可以分为凝胶电泳、毛细管电泳和微流管电泳等。
凝胶电泳主要用于分离病毒核酸和蛋白质；毛细管电泳主要用于分析病毒核酸序列；微流管电泳则可在微量样品中分离和分析病毒核酸和蛋白质。
质谱分析技术主要用于检测病毒蛋白质的质量、结构、组成，提供理论支持和新的治疗靶标；荧光定量PCR则是目前病毒检测中最常用的一种快速检测技术，尤其适用于新型冠状病毒检测。
三、病毒培养和检测方法病毒培养技术是研究病毒生长和复制规律的基础。
通过极端条件下的体外培养，可以从体外获得大量相同的病毒实验体，实现对病毒生物学特性的深入分析以及寻找针对特定病毒的治疗手段的研发。
病毒的检测技术主要分为传统检测和分子检测两大类。
传统检测方法包括免疫荧光技术（IFA）、酶联免疫吸附试验（ELISA）等，主要基于病毒特异性蛋白质或其他病毒成分的检测；分子检测技术则主要利用PCR方法，检测病毒特异性DNA或RNA序列，如RT-PCR、LAMP等。
