桿狀病毒(又稱多角體病毒或顆粒體病毒)有兩類病毒體[1],芽殖病毒體(buded virion,BV)和多角體源性病毒體(polyhedron derived virion,PDV)。在病毒復制過程中,首先產生BV,BV核殼產生后通過芽生方式從細胞中釋放出來,再感染其它細胞,復制后期產生PDV,PDV核殼產生后在細胞核內獲得包膜,再被包被在蛋白質包含體中,直到細胞裂解后才被釋放到周圍環境中,再感染其它細胞。
桿狀病毒的基因組為單一閉合環狀雙鏈DNA分子,大小為80~160 kb,其基因組可在昆蟲細胞核內復制和轉錄。DNA復制后組裝在桿狀病毒的核衣殼內,后者具有較大的柔韌性,可以容納較大片段的外源DNA插入,因此是表達大片段DNA的理想載體。近幾十年,有關桿狀病毒基因結構、功能和表達調節的研究工作進展迅速,其中研究最多的是苜蓿銀紋夜蛾NPV(AcNPV)。該種桿狀病毒在昆蟲細胞核內復制的兩個顯著方面就是形成BV和PDV。AcNPV的基因表達分為4個階段[2]:立早期基因表達,早期基因表達,晚期基因表達和極晚期基因表達。前兩個階段的基因表達早于DNA復制,而后兩個階段的基因表達則伴隨著一系列的病毒DNA合成。其中在極晚期基因表達過程中有兩種高效表達的蛋白,它們是多角體蛋白和P10蛋白。多角體蛋白是形成包含體的主要成分,相對分子質量約為29 000,感染后期在細胞中的累積可高達30%~50%,是病毒復制非必需成分,但對于病毒粒子卻有保護作用,使之保持穩定和感染能力。另一類高效表達的極晚期蛋白為P10蛋白,它也是一類病毒復制非必需成分,可在細胞中形成纖維狀物質,可能與細胞溶解有關。p10基因和多角體基因現在都已被定位、克隆和測序。這兩個基因啟動子具有較強的啟動能力,因此這兩個基因位點成為桿狀病毒表達載體系統的理想的外源基因插入位點。