胸膜肺炎放线杆菌apxIC基因插入失活突变株构建及免疫原性分析

胸膜肺炎放线杆菌是引起猪传染性胸膜肺炎(APP)的呼吸道病原菌,其分泌的Apx毒素是最重要的毒力因子之一。为构建APP突变弱毒菌株,在apxIC基因下游XhoI酶切位点处插入氯霉素抗性基因(Chlr)制备转移载体,通过电转化导入APP血清10型参考菌株(D13039)进行同源重组,筛选获得apxIC基因插入突变菌株D13039C-Chlr。该突变菌株特性鉴定结果表明其溶血活性完全丧失,可正常增殖和分泌ApxI毒素,连续10次传代后基因组中插入的Chlr基因可稳定遗传,利用5个剂量(2×108CFU~2×106CFU)对每组3只小鼠腹腔攻毒结果显示突变菌株毒力较母源菌株降低至少100倍以上,将突变菌株作为弱毒活疫苗经滴鼻途径免疫仔猪后利用APP血清1型(4074)和血清10型(D13039)菌株攻毒进行免疫原性鉴定,结果显示血清1型攻毒后非免疫组4头仔猪全部死亡而免疫组4头中死亡2头,非免疫组肺损伤指数(34.4)显著高于免疫组(17.5),血清10型攻毒后非免疫组肺损伤指数(17.5)也高于免疫组(10.5),同时鼻拭子和肺组织样品的细菌重分离数及PCR检测阳性数非免疫组也明显高于免疫组,表明突变菌株作为弱毒活疫苗对仔猪具有一定的交叉免疫保护力。该突变菌株的构建为鉴定ApxI毒素活性及研制具有交叉保护活性的APP弱毒活疫苗奠定了基础。     

胸膜肺炎放线杆菌apxIC基因插入失活突变株构建及免疫原性分析

胸膜肺炎放线杆菌是引起猪传染性胸膜肺炎(APP)的呼吸道病原菌,其分泌的Apx毒素是最重要的毒力因子之一。为构建APP突变弱毒菌株,在apxIC基因下游XhoI酶切位点处插入氯霉素抗性基因(Chlr)制备转移载体,通过电转化导入APP血清10型参考菌株(D13039)进行同源重组,筛选获得apxIC基因插入突变菌株D13039C-Chl^r。该突变菌株特性鉴定结果表明其溶血活性完全丧失,可正常增殖和分泌ApxI毒素,连续10次传代后基因组中插入的Chl^r基因可稳定遗传,利用5个剂量(2×10⁸CFU~2×10⁶CFU)对每组3只小鼠腹腔攻毒结果显示突变菌株毒力较母源菌株降低至少100倍以上,将突变菌株作为弱毒活疫苗经滴鼻途径免疫仔猪后利用APP血清1型(4074)和血清10型(D13039)菌株攻毒进行免疫原性鉴定,结果显示血清1型攻毒后非免疫组4头仔猪全部死亡而免疫组4头中死亡2头,非免疫组肺损伤指数(34.4)显著高于免疫组(17.5),血清10型攻毒后非免疫组肺损伤指数(17.5)也高于免疫组(10.5),同时鼻拭子和肺组织样品的细菌重分离数及PCR检测阳性数非免疫组也明显高于免疫组,表明突变菌株作为弱毒活设疫苗对仔猪具有一定的交叉免疫保护力。该突变菌株的鉴定ApxI毒素活性及研制具有交叉保护活性的APP弱毒活疫苗奠定的基础。     

黑曲霉pepB基因缺失菌株的构建及其功能分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)GICC2773基因组DNA为模板,用PCR方法分别扩增pepB基因中的上游约1．4kb和下游约1．3kb两段DNA序列,将此两段序列按同一方向分别插入质粒pMW1中潮霉素抗性基因(hph)表达单元的5′和3′端,构建成重组质粒pMW1-pepB,用于通过同源重组靶向破坏基因组中的pepB基因。同源重组则采用原生质体-PEG方法,将酶切pMW1-pepB得到的线性片段转化A．niger GICC2773菌株,通过潮霉素选择平板得到62个Hgy抗性转化子,然后采用PCR方法从这些抗性转化子中筛选到1个由于同源重组产生的pepB基因缺失突变菌株pepB29。功能分析显示该突变株的酸性蛋白酶活性有明显下降,外源蛋白漆酶的分泌表达有所提高。     

金黄色葡萄球菌一氧化氮合酶基因(nos)缺失突变株的构建

目的：构建金黄色葡萄球菌一氧化氮合酶基因（nos）缺失突变株。方法从金黄色葡萄球菌RN6390的基因组DNA中扩增了nos基因的上、下游片段;以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌穿梭质粒pMAD（含有温度敏感性的复制起点,红霉素抗性基因（erm）和B．半乳糖苷酶基因（bgaB）为筛选标记）为骨架,构建基于nos基因位点的同源重组载体pMADAnos,该载体经金黄色葡萄球菌RN4220修饰后再转入金黄色葡萄球菌RN6390。经过在30℃和42℃交替培养,通过抗生素抗性和β-半乳糖苷酶活性筛选nos基因缺失突变株。结果筛选得到的突变菌株,经基因组PCR、定量PCR及序列分析表明,金黄色葡萄球菌RN6390基因组中的nos基因被成功地敲除。结论利用同源重组的方法构建了金黄色葡萄球菌RN6390nos缺失突变株,为金黄色葡萄球菌nos基因功能的研究奠定了基础,     

黑曲霉pepD基因阻断突变菌株的构建及功能分析

运用同源重组技术破坏了黑曲霉基因组中的pepD基因,该基因编码一种类subtilisin的胞外蛋白酶PEPD。实验以黑曲霉GICC2773基因组DNA为模板,PCR扩增pepD基因,并在此基因中间插入潮霉素抗性基因(hph)表达单元,由此产生了3.7kb的pepD阻断基因片段。将此阻断基因片段与载体pBS连接,构建成pepD基因阻断质粒pBSDH。采用原生质体-CaCl2/PEG法将酶切阻断质粒得到的含pepD基因和hph表达单元的3.7kb线性片段转化AspergillusnigerGICC2773菌株,在含潮霉素的平板上筛选潮霉素抗性转化子,从这些抗性转化子中经PCR检测分离到到1个pepD基因阻断突变菌株?pepD66。外源漆酶分泌活性分析显示,黑曲霉pepD基因的破坏使其外源漆酶的分泌表达有所提高。     

利用λRed重组系统敲除伤寒沙门氏菌rfaH基因

目的：利用λRed重组系统敲除伤寒沙门氏菌的rfaH基因。方法：以伤寒沙门氏菌（Salmonella typhi Ty2,S.ty2）基因组为模板扩增得到的同源臂,与两端带有FRT位点的卡那霉素抗性基因片段共同构建同源重组载体;以重组载体为模板扩增打靶片段,将其转化S.ty2;在抗生素压力和λRed重组系统帮助下,打靶片段和菌体基因组发生同源重组,通过卡那抗性筛选得到带有抗性标记的重组菌;转入重组酶表达质粒pCP20以去除抗性标记,得到保留单一FRT位点的突变菌株;通过PCR鉴定重组菌,并经透射电子显微镜分析表型。结果：在S.ty2中敲除了rfaH基因,经PCR扩增和序列测定正确;初步的表型分析表明突变体的鞭毛合成显著减少。结论：获得了S.ty2突变株,为将沙门氏菌进一步减毒成为疫苗表达载体奠定了基础。     

黑曲霉pepD基因阻断突变菌株的构建及功能分析

运用同源重组技术破坏了黑曲霉基因组中的pepD基因,该基因编码一种类subtilisin的胞外蛋白酶PEPD。实验以黑曲霉GICC2773基因组DNA为模板,PCR扩增pepD基因,并在此基因中间插入潮霉素抗性基因(hph)表达单元,由此产生了3.7kb的pepD阻断基因片段。将此阻断基因片段与载体pBS连接,构建成pepD基因阻断质粒pBSDH。采用原生质体-CaCl₂/PEG法将酶切阻断质粒得到的含pepD基因和hph表达单元的3.7kb线性片段转化AspergillusnigerGICC2773菌株,在含潮霉素的平板上筛选潮霉素抗性转化子,从这些抗性转化子中经PCR检测分离到到1个pepD基因阻断突变菌株?pepD66。外源漆酶分泌活性分析显示,黑曲霉pepD基因的破坏使其外源漆酶的分泌表达有所提高。     

在变铅青链霉菌基因组中定域克隆外源DNA的置换性载体及通过反选择获得重组体的模式方法

ΦHAU3^R是变铅青链霉菌66中对噬菌体ΦHAU3显示抗性的基因,已从基因组中获得分离。将基因组中邻近于该基因两侧的一个3.5kb和另一个3.8kb的DNA片段分别以其在染色体上的天然取向插入到一个由pIJ101衍生的质粒pIJ653上,构建成pHZ806。然后在pHZ806上对应于pIJ101复制子的区域中插入一个spc/str抗性基因,同时在3.5kb和3.8kb片段之间插入一个潮霉素抗性基因(hyg),衍生出一个新质粒pHZ808。由于pHZ808中不具有完整的pIJ101复制功能区,所以它不能在链霉菌中复制。然而,在该质粒3.5kb和3.8kb片段之间插入的任何DNA片段,在导入到变铅青链霉菌中后都可借助于3.5kb和3.8kb两个片段与内源染色体的同源区域所发生的双交换而稳定地整入到内源染色体的特定区域(3.5kb和3.8kb片段之间),同时置换出染色体上的ΦHAU3-R基因。发生了这种基因置换的重组子菌株会对噬菌体ΦHAU3变得敏感,这种反选择方法可用来浓缩和初选携带定域插入片段的重组子。已利用潮霉素抗性基因(hyg)作为一个模式基因片段阐明了这种载体和这种在染色体上定域克隆外源基因片段的方法学和适用性。同时,用pHZ808作载体克隆另外的基因片段时还有另一个优越性：hyg可作为报告基因一同参与外源基因片段的定域整合,携带插入片段的重组子除了对噬菌体ΦHAU3显示敏感性以外,还对潮霉素显示抗性。     

集胞藻PCC6803中基因slr1761突变体的构建

PCR扩增了集胞藻PCC6803的slr1761基因,进一步以PGEM-T为载体将其克隆到大肠杆菌中,构建了P1761质粒。通过DNA体外重组,以卡那霉素抗性基因插入目的基因片段,构建了既含目的基因上游及下游序列、又携带选择性标记卡那霉素抗性的PK1761质粒。该质粒转化野生型集胞藻PCC6803细胞,利用同源重组原理获得了能在含卡那霉素的培养基上正常生长的基因敲除突变株。对该突变株基因组DNA进行PCR扩增,验证了其基因结构的正确性。     

兽疫链球菌透明质酸分解酶基因的敲除

以透明质酸分解酶基因（Hyl）为改造目标, 利用同源重组技术获得 Hyl基因敲除的重组菌。首先以兽疫链球菌的基因组DNA为模板扩增出部分透明质酸分解酶基因（Hyl-1）,然后将其克隆到载体pMD19-T上,再以质粒pUC19为模板, PCR扩增得到氨苄青霉素抗性基因,通过反向PCR将其插入Hyl-1基因的中部,得到基因敲除载体pMD19T-SA。该载体与质粒pBR322分别用EcoRⅠ、PstⅠ双酶切后进行连接,得到基因敲除的重组载体pBR322 SA,PCR 及限制性酶切分析,构建的敲除载体与设计结果相符。最后,利用这两种敲除载体通过同源重组技术得到一株重组菌,经PCR 及酶活鉴定,这株菌的Hyl 基因已缺失。     

胸膜肺炎放线杆菌血清10型apxIC-/p36+弱毒株的构建与鉴定

摘要：【目的】构建血清10型胸膜肺炎放线杆菌弱毒菌株,为胸膜肺炎放线杆菌减毒活疫苗研究奠定基础。【方法】通过细菌接合转移和SacB负向筛选标记完成突变株的构建与筛选,用PCR、Western blot、重组位点序列对突变株进行鉴定分析。首先构建含肺炎支原体p36基因的pEICALDH重组转移质粒,并转化供体大肠杆菌( E. coliX7213),将转化的阳性克隆子与野生型APP血清10型亲本菌混合培养6 h;然后涂至含氯霉素抗性和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的TSA培养基培养,挑取阳性克隆,接种至无抗性的含NAD的TSB液体培养基,培养6～8 h后涂至含10%的蔗糖及NAD的TSA培养基,培养24 h后挑取蔗糖抗性的克隆,即得到目的突变株。【结果】小鼠毒力试验结果表明突变株比亲本株的毒力显著降低;生长特性分析结果显示突变株与亲本株的增殖能力无显著差异;同时免疫试验结果表明突变株与安全剂量的亲本株均可诱导小鼠产生较好的免疫反应,证明apxIC基因缺失并不影响APP的免疫活性。【结论】成功构建了含猪肺炎支原体p36基因的胸膜肺炎放线杆菌血清10型突变株,所获得的突变株有望成为猪传染性胸膜肺炎弱毒疫苗株。     

Influences of ORF1 on the Virulence and Immunogenicity of Actinobacillus pleuropneumoniae

Actinobacillus pleuropneumoniae is a Gram-negative pathogen that causes porcine pleuropneumonia. The pathogenicity of A. pleuropneumoniae is strongly correlated with the production of active repeat-in-toxin (RTX) proteins such as ApxIVA. We evaluated the contribution of a potential ApxIVA activator, ORF1, to the virulence and immunogenicity of A. pleuropneumoniae in pigs. The orf1 gene in A. pleuropneumoniae SLW03 (serovar 1, ΔapxICΔapxIIC) was deleted, producing strain SLW05 (ΔapxICΔapxIICΔorf1). The virulence of strains SLW03 and SLW05 was compared in pigs. Clinical signs and pulmonary lesions induced by strain SLW05 were slighter than that of strain SLW03 (P < 0.05). The immunogenicity and protective efficacy of strains SLW03 and SLW05 were similar. All pigs immunized with strain SLW03 or SLW05 developed high antibody titers against ApxIA, ApxIIA, and ApxIVA before challenge. Two weeks after a second immunization, pigs were challenged intratracheally with either a fully virulent A. pleuropneumoniae serovar 1 or serovar 3 strain. Vaccination with strains SLW03 or SLW05 provided significantly greater protection compared to the negative control (P < 0.01). Immunized pigs displayed significantly fewer clinical signs and lower lung lesion scores than non-immunized pigs. These results suggested that ORF1 plays an important role in the development of ApxIVA toxicity. Furthermore, strain SLW05 is a highly attenuated strain able to induce protective immunity against A. pleuropneumoniae infection.     

Construction and immunogencity of a DeltaapxIC/DeltaapxIIC double mutant of Actinobacillus pleuropneumoniae serovar 1

The apxIC and apxIIC genes of the Actinobacillus pleuropneumoniae serovar 1 strain SLW01, encoding the ApxI- and ApxII-activating proteins, respectively, were deleted successively by a method involving sucrose counterselection. The resulting strain, SLW03, contained no foreign DNA and could secrete unactivated ApxIA and ApxIIA RTX toxins with complete antigenicity. Strain SLW03 was attenuated at least 1000-fold in Balb/C mice and caused no adverse effects in pigs at doses of up to 1 x 10(9) CFU mL(-1). SLW03 was able to induce a significant immune response and provide complete protection from clinical signs upon homologous (serovar 1) and heterologous (serovar 9) challenge of A. pleuropneumoniae. Pigs vaccinated via the intranasal (i.n.) route had significantly higher serum titers and fewer pulmonary lesions than pigs vaccinated via the intramuscular route postchallenge. These results suggest that the mutant strain SLW03 could be used as a candidate live vaccine that can induce reliable cross-serovar protection following i.n. immunization.     

血清7型胸膜肺炎放线杆菌apxⅡC-/apxⅠA+基因缺失重组菌株的构建与鉴定

通过接合转移和SacB负向筛选方法,成功构建了一株apxⅡC缺失的血清7型胸膜肺炎放线杆菌重组菌株。首先构建重组转移质粒pEHA1。将pEHA1转化供体菌大肠杆菌(E.coliβ2155),并将其与野生型APP血清7型亲本菌混合培养约5h,然后涂到含氯霉素抗性的培养基培养,挑取阳性克隆,接种到无抗性液体培养基,培养后涂于含有蔗糖的的固体培养基,培养一定时间后挑取蔗糖抗性的克隆,即可得到目的突变株。通过PCR、遗传稳定性、外毒素分泌、重组位点序列分析证明重组菌构建成功。通过对重组菌生物学特性进行初步研究,表明突变株生长能力未受影响,对小鼠毒力显著降低。该突变株构建体系的建立为猪传染性胸膜肺炎减毒活疫苗的开发及对胸膜肺炎放线杆菌新基因的功能研究奠定了良好基础。     

甲基营养菌MP688甲醇脱氢酶基因mpq1818的敲除及功能研究

目的:研究甲醇脱氢酶基因mpq1818在甲基营养菌MP688生长代谢中的作用。方法:利用同源重组原理构建中间为庆大霉素抗性基因Gmr、两侧mpq1818基因上下游序列同源的敲除载体pAK0-up-Gmr-down,接合转移导入MP688,通过庆大霉素抗性和组合PCR方法筛选基因敲除菌,并检测其生长、甲醇脱氢酶活性、甲醇利用及吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成能力等方面的差异。结果:抗性和PCR验证显示mpq1818缺失株构建成功;与野生菌相比,缺失株的甲醇脱氢酶活力及利用甲醇的能力降低,而且菌株的生长和PQQ产量也有显著下降。结论:基因mpq1818的缺失影响菌株前期生长与PQQ合成。     

大肠杆菌苹果酸合酶A的酶学和生理功能研究

苹果酸合酶是乙醛酸循环的关键酶之一。E.coli中苹果酸合酶A(malate synthase A,MSA)由aceB基因编码。根据E.coli基因组序列设计引物,利用PCR技术扩增aceB基因,并将其克隆入pET-29b(+),构建了重组表达质粒pET-MSA。经IPTG诱导,MSA在E.coliRosetta(DE3)中获得高效表达。纯化的MSA蛋白的分子量大小约为60 kDa,最适反应pH值和最适温度分别是pH值8.0、30℃。纯化的蛋白质在Mg2+存在时才能发挥最大的活性,其对乙酰辅酶A的Km和Vmax分别是8.07μM和3.6μM/min。此外构建了MSA和苹果酸合酶G(MSG)基因敲除菌株MG::ΔaceB和MG::ΔaceBΔglcB。研究发现缺少MSA的E.coli突变菌株在乙酸中的生长速率要比野生型菌株慢很多,表明MSA对大肠杆菌在乙酸中的生长起着重要作用。MSG虽然能部分补偿MSA的作用,但是包含MSA的乙醛酸旁路是更有效的乙醛酸代谢途径。     

猪链球菌2型05Z33强毒株转录调控因子Rgg基因敲除突变体的构建及毒力分析

目的:构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33转录调控因子Rgg的基因敲除突变体,观察其生物学性状,并在动物感染实验中比较敲除株与野生株的毒力差异,为进一步研究猪链球菌转录调控因子在致病中的作用提供实验基础。方法:分别以猪链球菌2型05ZYH33基因组和pSET1质粒为模板,扩增基因SSU05_1997两侧各约500 bp的片段为上下游同源臂,氯霉素(Cm)抗性基因为中间片段,采用重叠PCR方法连接3个片段;连接产物先克隆到T载体上,再经过酶切克隆到温度敏感自杀载体pSET4S上;将构建的基因敲除载体pSET4S-1997电转化入05ZYH33感受态细胞,通过改变培养温度筛选出基因敲除突变体05Z33△rgg;对敲除株和野生株的生物学性状及小鼠和猪的致病性进行了初步比较。结果:PCR分析和测序结果均显示基因SSU05_1997完全被Cm抗性基因所替代,基因敲除突变体构建成功;05ZYH33△rgg对小鼠和猪的致病性与野生株相比无明显差异。结论:转录调控因子Rgg可能和猪链球菌2型的毒力无关。     

人脂联素重组克隆载体构建

目的：构建含有人脂联素（adiponectin,ad）基因的重组克隆载体pEGFP-N1-AD,为进一步研究AD与脂质代谢及代谢综合征关系奠定基础。方法：根据Gene-Bank中已经公布的AD设计引物,从含有目的基因的质粒克隆模板中,利用PCR方法钓取目的基因。将AD基因克隆到真核表达载体pEGFP-N1中。酶切、PCR、及测序鉴定。结果：PCR、酶切及测序鉴定证实目的基因正确克隆至真核表达载体pEGFP-N1中,测序结果与Gene—Bank报道一致。结论：成功构建了AD重组克隆真核表达载体。