猪霍乱沙门氏菌DasdC500株的生物学特性及作为活疫苗表达载体的应用

为了评价猪霍乱沙门氏菌DasdC500株作为沙门氏菌Asd+平衡表达系统的可行性, 对DasdC500株和其亲本菌株C500的生物表型、生长特性、毒力、生物安全性、表达特性等进行比较研究。结果表明: DasdC500缺失株的生化特性和血清型与亲本菌株C500一致, 符合猪霍乱沙门氏菌的表型特征; 携带平衡表达质粒pYA3493的重组菌株DasdC500(pYA3493)与C500的生长速度没有明显差别; 根据Reed-Muench法, 测定DasdC500(pYA3493)腹腔感染BALB/c小鼠的LD50为1.1×107 CFU, 毒力稍低于C500; 口服接种ΔasdC500(pYA3493)和C500的所有仔猪未见任何发病症状, 两者没有显著差别; 携带重组质粒pYA-F1P2 (含有支气管败血波氏杆菌抗原基因fhaB的Type I区域和prn的R2区域)的重组菌株DasdC500(pYA-F1P2)能够稳定遗传重组质粒及其外源基因片段, 并能稳定、高效、分泌性表达外源保护性抗原。由此表明, DasdC500保留了亲本菌株C500的一系列生物学特征, 并可高效表达外源抗原, 可作为沙门氏菌Asd+平衡表达系统开发基因工程重组疫苗。     

猪霍乱沙门氏菌ΔasdC500株的生物学特性及作为活疫苗表达载体的应用

为了评价猪霍乱沙门氏菌ΔasdC500株作为沙门氏菌Asd+平衡表达系统的可行性,对ΔasdC500株和其亲本菌株C500的生物表型,生长特性、毒力、生物安全性、表达特性等进行比较研究.结果表明:AasdC500缺失株的生化特性和血清型与亲本菌株C500一致,符合猪霍乱沙门氏茵的表型特征;携带平衡表达质粒pYA3493的重组菌株ΔasdC500(pYA3493)与C500的生长速度没有明显差别;根据Reed-Muench法,测定ΔasdC500(pYA3493)腹腔感染BALB/c小鼠的LD50为1.1 x 107CFU,毒力稍低于C500;口服接种AasdC500(pYA3493)和C500的所有仔猪未见任何发病症状,两者没有显著差别;携带重组质粒pYA-F1P2(含有支气管败血波氏杆菌抗原基因fhaB的Type I 区域和prn的R2区域)的重组菌株ΔasdC500(pYA-FIP2)能够稳定遗传重组质粒及其外源基因片段,并能稳定、高效、分泌性表达外源保护性抗原.由此表明,ΔasdC500保留了亲本菌株C500的一系列生物学特征,并可高效表达外源抗原,可作为沙门氏茵Asd+平衡表达系统开发基因工程重组疫苗.     

表达SLTEC保护性抗原的重组猪霍乱沙门氏菌C500株的构建及生物学特性

摘要:【目的】 利用平衡致死系统构建表达产类志贺氏毒素大肠杆菌(Shiga-like toxin Escherichia coli , SLTEC)保护性抗原的减毒猪霍乱沙门氏菌。【方法】 构建表达SLT-IIeB－FedF的重组质粒 ,再将其电转入终宿主菌减毒猪霍乱沙门氏菌ΔasdC500株中构建成口服活疫苗株 ,经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测SLT-IIeB－FedF融合蛋白的表达情况,并观察重组菌体外培养的稳定性。【结果】 　利用宿主-载体平衡致死系统构建了表达SLTEC保护性抗原的重组减毒猪霍乱沙门氏菌     

表达猪肺炎支原体免疫原性基因的重组猪霍乱沙门氏菌对小鼠的免疫原性

【目的】构建表达猪肺炎支原体免疫原性基因的重组猪霍乱沙门氏菌,对重组菌株的生物学特性以及对小鼠的免疫原性进行研究。【方法】分别将猪肺炎支原体的免疫原性基因p36、p46、p65和p97R1-Nrdf克隆到pYA3493,得到重组质粒pYA-36、pYA-46、pYA-65和pYA-97R1-Nrdf。重组质粒和空质粒pYA3493分别电转asd基因缺失株C500ˉ,获得重组菌株C36(pYA-36)、C46(pYA-46)、C65(pYA-65)、C97R1-Nrdf(pYA-97R1-Nrdf)和空质粒菌株CpYA(pYA3493)。研究重组菌株的生物学特性,并以小鼠为动物模型评价重组菌株在口服、肌注两种不同免疫途径下的免疫原性。【结果】成功构建表达猪肺炎支原体免疫原性基因的重组猪霍乱沙门氏菌,重组菌株能表达外源蛋白,生化和生长特性未发生改变,插入的外源基因亦稳定存在。小鼠的免疫原性结果显示:口服C36+C46+C65+C97R1-Nrdf组的猪肺炎支原体抗体极显著高于口服C36+C46+C65组和肌注商品疫苗组(P<0.01),但与肌注C36+C46+C65组无显著性差异(P>0.05);IFN-γ为肌注C36+C46+C65组显著高于肌注商品疫苗组(P<0.05),而与口服C36+C46+C65或C36+C46+C65+C97R1-Nrdf组差异均不显著(P>0.05);IL-4水平为口服C36+C46+C65组>口服C36+C46+C65+C97R1-Nrdf组>肌注商品疫苗组>肌注C36+C46+C65组,但各组之间差异均不显著(P>0.05)。对照组的猪肺炎支原体抗体、IFN-γ以及IL-4均与试验组差异极显著(P<0.01)。【结论】构建的表达猪肺炎支原体免疫原性基因的重组猪霍乱沙门氏菌,采用肌注免疫时具有较好的免疫原性,有望发展为猪肺炎支原体的基因工程疫苗。     

猪霍乱沙门菌载体介导猪瘟病毒DNA免疫研究

构建了猪瘟病毒(CSFV)主要保护性抗原E2基因的真核表达质粒pVAXE2。将其电转化猪霍乱沙门氏菌C500疫苗株,得到了携带pVAXE2质粒的猪霍乱沙门氏菌工程菌株S.C500/pVAXE2,对该菌株的特征、培养特性和生化特性进行了鉴定。分别用1×10⁸CFU、2×10⁹CFU S.C500/pVAXE2经口服或肌肉注射免疫小鼠和家兔,间接ELISA检测免疫动物的特异性抗体,在第三次免疫后2周用20ID50猪瘟兔化弱毒和致死量猪霍乱沙门氏菌强毒株对免疫兔进行攻击。结果表明,S.C500/pVAXE2保持了猪霍乱沙门氏菌原有形态特征、培养特性和生化特性,免疫鼠和兔都产生了抗CSFV和猪霍乱沙门菌的ELISA抗体,免疫家兔能抵抗猪瘟兔化弱毒株和猪霍乱沙门氏菌强毒株的攻击。显示了以S.C500为DNA运输载体构建二联或多联猪用疫苗的可行性。     

基于谷氨酸消旋酶基因(murI)构建杀香鱼假单胞菌减毒活疫苗株的染色体-质粒平衡致死表达系统

【目的】构建一种基于谷氨酸消旋酶(MurI)基因的染色体-质粒平衡致死系统,用于杀香鱼假单胞菌减毒活疫苗株(Pseudomonas plecoglossicida ΔtssD-1, Pp ΔtssD-1)中表达外源抗原,为开发多联活疫苗提供新的思路和方法。【方法】利用同源重组技术,将亲本株Pp ΔtssD-1中的murI基因敲除,构建murI基因缺失突变株;将广宿主穿梭质粒pBBR1MCS-2的卡那霉素抗性基因替换为murI基因,构建平衡致死质粒(即无抗性回补质粒);在平衡致死质粒的多克隆位点处插入绿色荧光蛋白以检测外源抗原是否稳定表达,对重组菌株进行生物学特性分析,包括生长曲线、质粒稳定性和外源抗原表达水平。【结果】murI基因缺失株在不含D-谷氨酸的LB培养基上无法生长;无抗性回补株在不含D-谷氨酸的LB培养基上恢复了生长能力,但生长速度低于亲本株;经鉴定外源抗原可在无抗性质粒中稳定表达,并可在荧光显微镜下观察到明显的绿色荧光信号;此外,平衡致死质粒在重组菌株中具有良好的遗传稳定性。【结论】本研究以murI为靶点构建了新型的染色体-质粒平衡致死系统,可在无抗性筛选条件下在Pp ΔtssD-1中表达外源抗原,为开发多联活疫苗提供了新的策略和方法。     

含抑制素重组质粒的减毒猪霍乱沙门氏菌C500遗传稳定性研究

为了分析研究含抑制素重组质粒pVAX-IS-asd(以下简写为pXAIS)的crp(cAMP受体蛋白)和asd(天冬氨酸β-半乳搪脱氢酶)基因双缺失猪霍乱沙门氏菌C500菌株的遗传稳定性.方法:将现有的无抗性抑制素重组表达质粒pXAIS转化入crp和asd基因双缺失猪霍乱沙门氏菌C500菌株(简称"空质粒株")中,得"含质粒株".将"含质粒株"细菌在无选择压力条件下传代培养50代.利用酶切鉴定方法,分析"含质粒株"细菌中抑制素pXA/S质粒的稳定性;利用PCR方法扩增菌株("含质粒株"和"空质粒株")保守序列中invA基因,分析各代细菌的invA基因稳定性;通过比较传代培养后各代细菌的生长图型,分析"含质粒株"细菌传代后的生长规律.结果表明,"含质粒株"细菌连续传代50次后,仍能检出pXAIS质粒和invA基因,而且生长规律与"空质粒株"没有明显差异.说明含pXAIS质粒的猪霍乱沙门氏菌crp和asd基因双缺失株具有良好的遗传稳定性.     

表达大肠杆菌LT—B抗原的减毒鼠伤寒沙门氏菌株的构建

采用无毒的鼠伤寒沙门氏菌sR一1l△Cya,△Crp,△asd菌株作为宿主菌,选择相应的asd+表达载体构建了含大肠杆菌肠毒素B亚基基因(toxB)的重组质粒,并通过两次转化引入宿主菌,构成了平衡致死的重组体。特异性的测定表明,这种无抗药性的杂合菌株能较高水平地表达LT—B抗原,可望成为预防ETEC腹泻和相应的沙门氏菌病双价口服活疫苗的研究基础。     

猪β防御素2成熟肽在酵母中的表达

【目的】将猪β防御素2成熟肽基因片段正确整合到酵母基因组染色体上,从而得到稳定的猪β防御素2成熟肽的毕赤酵母表达株。实现猪β防御素2成熟肽的表达。【方法】首先参考酵母偏爱密码子,设计3段引物序列,利用PCR技术扩增得到β防御2成熟肽基因,构建了重组质粒pPIC9k-GST-pBD-2和pPIC9k-pBD-2。将线性化的重组质粒电转化到毕赤酵母KM71细胞中。最后筛选得到酵母阳性克隆,通过不断调节表达条件,实现猪β防御素2成熟肽的表达。【结果】将GST-pBD-2基因序列和pBD-2基因序列分别成功整合到酵母KM71基因组中,重组毕赤酵母工程菌构建成功;重组酵母蛋白GST-pBD-2和PBD-2都成功获得了表达;PBD-2成熟肽表达上清对猪霍乱沙门氏菌弱毒株C500有一定的抑制作用。【结论】获得表达pBD-2成熟肽的酵母菌株,本实验是用真核细胞表达pBD-2成熟肽的一次探索,为后续大量表达pBD-2成熟肽方法的研究打下了基础。     

沙门氏菌CRISPR位点的结构特征比较

成簇规律间隔的短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR),是存在于多数细菌和古菌中的遗传结构,能够有效防御外源DNA的入侵(质粒、噬菌体等),进而防御外源基因的水平转移。【目的】本研究以沙门氏菌属中常见的鸡伤寒沙门氏菌(Salmonella gallinarum)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、猪霍乱沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)以及肠炎沙门氏菌(salmonella enteritidis)等30个菌株为研究对象。探索CRISPR位点在不同沙门氏菌种中的结构差异。【方法】通过生物信息学的方法比较间隔序列与插入序列的同源性以及CRISPR位点与质粒数量关系。【结果】30株沙门氏菌中均存在CRISPR结构,包括CRISPR位点61个以及可疑位点12个。重复序列和cas1基因均不能作为这4类细菌的分类依据。【结论】虽然我们发现CRISPR位点数量与间隔区数量和质粒数量之间均不存在统计学关系,但间隔序列整合子、耐药基因等移动遗传原件具有一定的同源性,说明沙门氏菌在进化过程中不断受外源基因的侵袭。     

多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株的构建及鉴定

【目的】构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,并验证其致病性。【方法】采用正向筛选同源重组技术构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,利用PCR对突变株进行鉴定,分析其遗传稳定性、生长特性和致病性。【结果】成功构建多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,连续传代20代,遗传稳定;突变株体外生长曲线表明,在前6h生长速度稍慢于亲本菌,随后两者生长速度一致。对小鼠的致病性试验表明:经腹腔注射aroA基因缺失突变株在1.0×106 CFU对小鼠无致死性,而亲本菌株在1.0×102 CFU对小鼠是致死性的。【结论】本研究获得多杀性巴氏杆菌aroA基因缺失突变株,对小鼠的致病性是减弱的。多杀性巴氏杆菌突变株的构建有助于研究其致病机理。     

仔猪副伤寒活疫苗中耐热保护剂应用相关参数的研究

【目的】研究并确定耐热保护剂在仔猪副伤寒活疫苗中应用的各参数,为制备细菌耐热保护剂活疫苗提供参考。【方法】将耐热保护剂与制苗菌液等体积混合,分别采用3种常用冻干曲线(1、2、3)进行冻干,抽样检测确定耐热保护剂配套冻干曲线。在确定合适冻干曲线的基础上,进一步研究耐热保护剂与不同菌龄菌液(发酵培养12、15、18和21 h)、不同浓度菌液(菌液终浓度分别为3×1010、5×1010和7×1010 CFU/m L)、不同感作时间(分别作用0、24和48 h)、耐热保护剂的不同保存时间(2-8°C分别保存0、10、20、30和40 d),以及不同分装量(2、3和4 m L)等多种不同参数对疫苗质量的影响。【结果】配套冻干曲线研究表明,曲线2冻干的产品性状、活菌存活率与耐老化指标效果最好;菌龄研究表明,37°C发酵培养18 h(位于对数生长末期或稳定前期),其冻干菌存活率达78%-81%,优于其它时间;配苗试验表明,菌液适宜终浓度为3×1010-5×1010 CFU/m L;最适感作时间为2-8°C感作24 h,冻干菌存活率可达85.3%-90.5%;耐热保护剂保存期试验表明,2-8°C保存40 d与0 d(配制当日)的保护剂冻干效果基本一致;配苗分装量试验表明,7 m L西林瓶中分装3 m L或4 m L,其冻干菌存活率与2 m L基本一致,但耐老化试验中活菌存活率比2 m L略高。【结论】收获发酵培养18 h的菌液、配苗终浓度采用3×1010-5×1010 CFU/m L,使用2-8°C保存40 d内的耐热保护剂,让保护剂与制苗用菌液2-8°C感作24 h,采用3-4 m L进行定量分装,按曲线2冻干为制备仔猪副伤寒耐热保护剂活疫苗的适合参数。     

重组产毒多杀性巴氏杆菌毒素PMT的N-端和C-端蛋白 的生物学活性及免疫原性

将5个toxA基因片段N1518、C2345、N3172、N3388和C2115分别克隆到合适的原核表达载体pET-28a(b,c)系统,其中pET28a-N1518和pET28b-C2115在大肠杆菌成功表达,获得大小分别为57kDa和78kDa的融合蛋白rPMT-N和rPMT-C,Western blot检测证实两种表达产物均具有反应原性.分别以200μg rPMT-N和rPMT-C对小白鼠进行体内生物学活性试验,结果两种表达蛋白均不能致死小白鼠;体外细胞毒性试验证实896ng/mL的rPMT-N能使Veto细胞发生病变,而rPMT-C对Veto细胞无明显毒性作用.将rPMT-N和rPMT-C制成亚单位疫苗,同时设天然PMT及无菌PBS对照组,间隔2周分2次皮下免疫小白鼠.二免后2周用8.2×105 CFU的HN-13株T Pm进行腹腔攻毒,结果rPMT-N组保护率为90.0%(9/10),rPMT-C组保护率为50.0%(5/10),天然PMT组保护率为80.0%(8/10).综上试验表明,rPMT-N具有良好的生物学活性和免疫原性,可作为PAR疫苗添加成分,显示了良好的应用前景.     

表达幽门螺杆菌黏附素保守区的减毒鼠伤寒沙门氏菌株的构建

为构建表达幽门螺杆菌（Hp）黏附素保守区（AB）的无抗性减毒鼠伤寒沙门氏菌疫苗,采用缺失腺苷酸环化酶基因（Δcya）、环腺苷酸受体蛋白基因（Δcrp）以及天冬氨酸β-半醛脱氢酶基因（Δasd）的鼠伤寒沙门菌（X4072）作为宿主,将编码AB的基因插入Asd⁺的组成型表达载体pYA248,通过两次转化引入宿主菌,构建了表达AB基因平衡致死的减毒鼠伤寒沙门重组菌X4072（pYA248-AB）,采用桥联法ELISA测定X4072（pYA248-AB）培养上清液和裂解上清液中AB的抗原性,参照Meacock叙述的方法及重组菌生长曲线的测定来确定重组菌株的稳定性,通过C57BL/6小鼠口服测定半致死量来确定重组菌的安全性。成功构建了表达AB的减毒鼠伤寒沙门菌重组菌株S.typhimurium X4072(pYA248-AB),桥联法ELISA测定表明重组菌X4072（pYA248-AB）培养上清中AB的含量高于菌体裂解液,重组菌pYA248-AB在没有选择压力的情况下培养100代,随机挑选的重组菌全部都能生长,且在ELISA测定AB抗原时均显阳性。重组菌的生长曲线测定表明,X4072（pYA248）和X4072（pYA248-AB）的生长状态基本一致;口服重组菌株X4072(pYA248-AB)1.0×10¹⁰cfu.30d后,C57BL/6存活率仍为100%。成功构建了表达AB的无抗性的减毒鼠伤寒沙门菌疫苗X4072（pYA248-AB）,体外实验表明重组质粒是稳定的,动物实验证明重组菌株是安全的;为防治幽门螺杆菌感染提供了口服活菌疫苗候选株。     

Antigenicity of partial fragments of recombinant Pasteurella multocida toxin

Pasteurella multocida serogroup D strain, which produces P. multocida toxin (PMT), is a widespread and harmful pathogen of respiratory diseases such as pneumonia and progressive atrophic rhinitis (PAR) in swine. Vaccination has been considered the most desirable and effective approach for controlling the diseases caused by toxigenic P. multocida. To investigate the antigenicity and immunogenicity of partial fragments of recombinant PMT, recombinant proteins of the N-terminal (PMT-A), middle (PMT-B), Cterminal (PMT-C), and middle-C-terminal (PMT2.3) regions of PMT were successfully produced in an Escherichia coli expression system. The molecular masses of PMT-A, PMT-B, PMT-C, and PMT2.3 were ca. 53, 55, 35, and 84 kDa, respectively, purified by nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) affinity column chromatography. All the recombinant proteins except for PMT-A showed immune responses to antisera obtained from a swine showing symptoms of PAR. Moreover, high titers of PMT-specific antibodies were raised from mice immunized with each of the recombinant proteins; however, the immunoreactivities of the antibodies to authentic PMT and heat-inactivated whole bacteria were different, respectively. In the protection study, the highest protection against homologous challenge was shown in the case of PMT2.3; relatively poor protections occurred for the other PMT fragments.     

宋内氏痢疾菌无毒株S7表达Vi抗原工程菌的构建

将含有编码Ｖｉ抗原ＶｉａＢ基因片断的质粒转导进入宋内氏痢疾菌无毒株Ｓ７中,组建了重组菌株Ｓ７Ｖｉ。质粒电泳图谱显示重组菌株Ｓ７Ｖｉ中存在被转入的外源质粒带。重组株的生化特性没有改变。菌体凝集及Ｖｉ抗血清标记的ＳＰＡ菌液凝集反应证明在重组株的菌体表面,同时表达了Ｖｉ抗原和宋内氏毒菌的Ｏ抗原。以５×１０~８ＣＦＵ、１０×１０~８ＣＦＵ的重组株免疫近交系的ＬＩＢＰ小鼠,免疫小鼠对宋内氏毒株Ｓ６３攻击的保护率为６０％至９０％,对伤寒毒株Ｔｙ２攻击的保护率为２５％至４０％。     

生防菌根系定殖竞争作用对西瓜枯萎病发病机理的影响

【目的】西瓜枯萎病是由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的一种常见的毁灭性土传病害,对镰刀菌同属非致病性菌株与致病性菌株存在的竞争作用进行研究,有助于获得新的具有生防效果的菌株,从而拓宽西瓜枯萎病生物防治的手段。【方法】利用选择性培养基和稀释平板计数法对温室盆栽试验中西瓜根际和非根际土壤及植物组织中非致病性轮枝镰刀菌菌株(Fusarium verticillioides XA)与致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum LD)进行计数,确定其在西瓜植株根际和组织中的定殖情况。【结果】将从田间西瓜枯萎病发病植株根部分离获得的菌株XA和LD接入健康土壤中,接种菌株XA既不会引起西瓜枯萎病发病症状,也不会影响西瓜植株生物量,但接种菌株LD导致严重发病症状。与单接种LD处理相比较,双接种(XA+LD)处理地上部鲜重和地上部干重都分别增加了151.2%和110%。XA菌株能成功定殖于西瓜根系,但在茎基部没有检测到。在接种菌株LD的处理中植物组织和土壤中致病性镰刀菌的数量达到(1.58 4.85)×104CFU/g。与单接种LD处理相比,双接种菌株XA和LD处理植物茎基部、根系、根际土壤和土体土壤致病性镰刀菌的数量分别下降63.3%、66.1%、3.3%和24.4%,根系、根际土壤和土体土壤非致病性镰刀菌的数量增加到(0.35 3.84)×104CFU/g;双接种处理对西瓜枯萎病的防效达57.8%。【结论】非致病性轮枝镰刀菌菌株XA可有效降低致病性尖孢镰刀菌LD对西瓜植株的定殖侵染能力,对西瓜枯萎病具有一定的生防效果。