A型产气荚膜梭菌中国标准株α毒素基因的克隆与序列分析

应用聚合酶链式反应(PCR)技术,从 A 型产气荚膜梭菌中国标准株C57-1中,扩增出大小约1.2 kb的A 型产气荚膜梭菌α毒素全基因(cpa1254基因),并将其克隆入pMD18-T载体中.转化至受体菌DH5α后,经Amp/IPTG/X-Gal 选择培养,提取质粒,PCR和EcoRⅠ/PstⅠ双酶切鉴定,筛选阳性重组克隆.核苷酸序列分析证实,cpa1254基因阅读开放框架由1 194 bp组成,编码398个氨基酸残基.经GenBank数据库的BLAST检索比对分析,cpa1254基因序列与国外文献报道者同源性达99%,表明本实验所克隆的cpa1254基因即为A型产气荚膜梭菌α毒素基因.     

从A型产气荚膜梭菌C57-1中发现β2毒素基因

为了进一步研究A型产气荚膜梭菌C57-1株的遗传学背景,应用聚合酶链式反应(PCR)技术,从该菌株中扩增出大小为726 bp的β2毒素基因(cpb2基因)的部分序列,并将其克隆入pMD18-T载体中.转化至受体菌DH5α后,经Amp/IPTG/X-Gal选择培养,提取质粒,筛选阳性重组克隆.核苷酸序列分析证实,该基因片段与文献报道的β2毒素基因序列一致.     

产气荚膜梭菌cpe~+菌株的筛选与鉴定

参考相关资料,针对产气荚膜梭菌肠毒素基因(cpe)设计合成1对特异性引物,对34株贵州分离株进行PCR扩增,并将扩增产物连接到pMD18-T载体,转化至大肠杆菌DH5α感受态细胞,提取质粒进行PCR和双酶切鉴定后测序和分析。结果在34株产气荚膜梭菌贵州分离株中有1株C型菌株扩增出与预期大小相一致的目的片段,经克隆测序后,该片段大小为233 bp,其与产气荚膜梭菌参考株肠毒素基因序列的核苷酸同源性为99.6%~100%,推导氨基酸同源性为98.7%~100%,表明所扩增产物为产气荚膜梭菌的肠毒素基因片段。本试验筛选鉴定出1株产气荚膜梭菌cpe+菌株,为今后进一步探讨产气荚膜梭菌性食物中毒机制奠定了基础。     

鸭肝炎病毒浙江分离株全基因组测序及其VP1基因的序列分析

利用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术及RACE方法扩增得到鸭肝炎病毒(DHV)浙江分离株Z10的全基因(5',3'末端序列用RACE法扩增)及4株DHV分离株的VP1基因.结果表明,分离株Z10的全基因片段长7689 bp,有1个大的开放读码框(ORF),ORF位于626～7326位核苷酸,编码2249个氨基酸.Z10分离株全基因序列与GenBank登录的6株具有代表性的DHV核苷酸序列比对,同源性94.5%～98.4%;所测得的DHV分离株的VP1基因的序列与目前GenBank上发表的具有代表性的DHv-Ⅰ VP1基因进行比对分析,结果4株Ⅰ型DHV的VP1基因cDNA长度均为714 bp,编码238个氨基酸.4株DHV-Ⅰ之间VP1基因的核苷酸序列同源性为93%～99.7%,氨基酸序列同源性为95.0%～100%;与参考毒株VP1基因的核苷酸序列同源性为92.2%～100%,氨基酸序列同源性为95.0%～100%;表明各分离毒株的亲缘关系较近,属于同一基因群.     

魏氏梭菌α毒素基因的克隆表达及其间接ELISA方法的建立

对GenBank上发表的魏氏梭菌α毒素基因的氨基酸序列进行了二级结构、疏水性、抗原决定簇、跨膜区以及抗原性分析,在此基础上,对α毒素基因130～966nt位的837bp长的适合原核表达的区域进行PCR扩增、克隆、核酸序列测定和生物信息学分析。同时,建立了检测魏氏梭菌α毒素抗体的间接ELISA方法。     

鸭瘟病毒GD株TK、dUTPase和PK基因的克隆及序列分析

根据已发表的鸭瘟病毒(DPV)TK、dUTPase、PK基因序列,设计合成了3对特异性引物,对DPV GD株的3个基因进行PCR扩增,产物克隆至PTA2载体并进行测序。结果表明,TK基因ORF全长为1 077 bp,编码358个氨基酸;dUTPase基因ORF全长为1 344 bp,编码447个氨基酸;PK基因ORF全长为1 158 bp,编码385个氨基酸。与GenBank上其他DPV毒株的同源基因进行比较,TK基因核苷酸的同源性为99.5%～100%,氨基酸同源性为98.9%～100%;dUTPase基因核苷酸的同源性为99.9%,氨基酸同源性为99.8%;PK基因核苷酸的同源性为99.8%～100%,氨基酸同源性为99.7%～100%。这表明TK、dUTPase、PK基因在DPV基因组中高度保守,为构建DPV基因缺失转移载体奠定了基础。     

禽流感病毒分离株A/Goose/Guangdong/3/96(H5N1)HA基因序列分析

采用RT_PCR技术,以A/Goose/Guangdong/3/96(H5N1)RNA为模板,扩增了1.73kb 的HA 全基因cDNA。将HAcDNA克隆后进行了序列测定,测序结果表明所扩增的1728 个核苷酸片段包含了完整的HA基因的开放阅读框架和上下游引物序列、蛋白质合成的起始密码子和终止密码子。核苷酸序列比较分析结果表明:A/Goose/Guangdong/3/96(H5N1) 与A/Goose/Guangdong/1/96(H5N1)有11 个核苷酸差异,同源率99.4% ;与A/HongKong/156/97(H5N1) 有25 个核苷酸差异,同源率98.6 % ;与A/Chicken/HongKong/258/97 (H5N1) 有30 个核苷酸差异,同源率98.3% ;它们的氨基酸序列同源率依次分别为99 .2 % 、98.6% 和98.1% 。受体结合位点的氨基酸序列完全一致;HA裂解位点氨基酸序列也完全一致,各有5 个碱性氨基酸插入。这说明上述4 个流感病毒分离株可能来自同一个祖先,具有相同的毒力和相似的生物学特性。     

携带非典型cpb2基因牛源A型产气荚膜梭菌重组α毒素的免疫保护性研究

为验证重组α毒素对携带非典型cpb2基因的A型产气荚膜梭菌的免疫保护性,本研究应用PCR技术,从某牛场牛源A型产气荚膜梭菌G1分离株中扩增出1 194 bp的α毒素编码基因(cpa)和795 bp的β2毒素编码基因(cpb2)。经BLAST分析显示,G1分离株携带的cpb2基因与14个菌株的非典型cpb2基因的氨基酸序列同源性为95.1%～98.9%,与典型cpb2基因(L77695)的氨基酸序列同源性为61.7%。这表明,G1的cpb2基因为非典型cpb2基因。同时分别将cpa和cpb2基因扩增产物克隆于原核表达载体中,构建重组表达质粒pET-a和pET-b2,重组菌经IPTG诱导表达重组蛋白,将其纯化后单独及联合免疫小鼠进行免疫保护试验。结果显示,单独免疫重组α毒素蛋白组以及联合免疫重组β2毒素蛋白组的小鼠,均可以抵抗至少6倍最小致死量(MLD)的G1外毒素(包含α毒素和非典型β2毒素)的攻击,也可以完全抵抗至少6 MLD的G2外毒素(不包含β2毒素)的攻击。表明,重组α毒素蛋白对含有及不含有非典型β2毒素的A型产气荚膜梭菌均具有良好的免疫保护作用。     

C型产气荚膜梭菌肠毒素基因的克隆与序列分析

研究参照国外发表的产气荚膜梭菌肠毒素全基因序列设计合成1对特异性引物,采用PCR技术对C型产气荚膜梭菌贵州分离株（CP2株）肠毒素基因进行扩增,将扩增产物连接到pMD18-T载体,并转化至大肠杆菌DH5α感受态细胞,提取质粒进行PCR和双酶切鉴定后测序。结果：获得的基因序列全长960bp,编码319个氨基酸。同源性分析结果表明贵州分离株CP2株与产气荚膜梭菌参考株肠毒素基因序列的核苷酸同源性为99．4％99．8％,推导氨基酸同源性为99．1％～99．7％。     

Ⅰ群禽腺病毒4型陕西分离株33K、Fiber-1、Fiber-2、pⅢa基因的克隆及序列分析

为明确Ⅰ群禽腺病毒陕西分离株相关基因的特征,通过聚合酶链反应(PCR)技术分别扩增了禽腺病毒陕西分离株SX17株的4个基因片段,即33K、Fiber-1、Fiber-2、pⅢa,将其分别克隆到pCold-SUMO载体后进行序列测定,并将克隆得到的4个基因片段与发表的相应序列进行序列比对及遗传进化分析。结果表明,克隆得到的4个片段与Ⅰ群禽腺病毒4型同源性最高,33K基因核苷酸及推导的氨基酸同源性在99.3%~100%与91.5%~100%之间,Fiber-1基因核苷酸及推导的氨基酸同源性在98.5%~100%与65.9%~100%之间,Fiber-2基因核苷酸及推导的氨基酸同源性在98.1%~100%与99.3%~100%之间,pⅢa基因核苷酸及推导的氨基酸同源性在98.6%~100%与98.5%~100%之间。由遗传进化树可知,这些基因在遗传关系上与血清4型位于同一分支,亲缘关系最近,分析显示陕西分离株为Ⅰ群禽腺病毒血清4型。     

重组腐败梭菌α毒素的生物活性及其灭活疫苗的免疫效果

为了研究重组腐败梭菌α毒素的生物活性及其灭活疫苗的免疫效果,采用PCR法扩增腐败梭菌α毒素基因,构建重组表达质粒pET28α-csa,转化E.coli BL21(DE3);对表达产物的细胞毒性、小鼠致死毒力和抗毒素中和试验等生物活性进行鉴定,并将其制成灭活疫苗免疫家兔和靶动物绵羊,通过攻毒素试验和血清中和试验与类毒素疫苗进行比较。结果显示,重组α毒素能够与腐败梭菌抗毒素血清反应,具有细胞毒性,小鼠致死毒力超过300 MLD/mL,其毒性可以被腐败梭菌抗毒素中和。制成灭活疫苗免疫家兔,随着免疫剂量的增加血清中和效价随之提高,0.25 mL/只(含重组α毒素0.11 mg)免疫即可使家兔获得100%保护,免疫效果优于类毒素疫苗;0.50 mL/只(含重组α毒素0.22 mg)免疫绵羊攻毒保护率为75%。结果表明,重组腐败梭菌α毒素具有很好的生物活性,所制成的灭活疫苗可以作为预防羊快疫的候选疫苗。     

新城疫病毒TL1株P基因的克隆及序列分析

根据GenBank登陆的新城疫病毒P基因序列,设计了一对引物,用RT-PCR技术对新城疫病毒内蒙古分离株TL1的P基因进行了扩增。将扩增产物提纯后克隆入pGEM-Teasy载体,通过酶切、PCR和测序验证克隆正确。测序拼接得出P基因的序列长度为1248bp,该基因的ORF总长为1188bp,编码395个氨基酸。与GenBank下载的12株参考毒株比较P基因编码区全核苷酸序列和氨基酸序列,发现TL1株与鹅源新城疫NA-1株核苷酸的同源性为99.8%,氨基酸的同源性为99.2%;与鹅源新城疫ZJ1株核苷酸的同源性为96.1%,氨基酸的同源性为95.5%,说明TL1株和与鹅源新城疫NA-1株、ZJ1株的同源性极高,它们三者亲缘关系较近,同属于基因VII型新城疫病毒。而与传统疫苗株LaSota核苷酸的同源性为83.4%,氨基酸的同源性81.8%,说明该毒株相对于经典的NDV在P基因上已发生了较大的变异。     

副猪嗜血杆菌广东分离株外膜蛋白P5基因的克隆及蛋白结构预测

根据GenBank上发表的副猪嗜血杆菌(HPS)外膜蛋白基因的核苷酸序列设计并合成1对特异性引物,从广东省HPS分离株外膜蛋白P5基因中扩增出与预期设计的1116bp大小相符的片段,将扩增产物连接到pMD18-T载体上,进行序列测定和分析。结果表明,克隆出HPS广东分离株的目的基因,核苷酸长为1116bp,共编码371个氨基酸,与已发表的HPS(SH0165)外膜蛋白基因核苷酸序列同源性100%,氨基酸同源性100%。生物学预测分析结果显示,HPS外膜蛋白是一种混合型结构蛋白,含有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲,其β-转角和无规则卷曲区域可能形成抗原表位;其N端含有1个信号肽,最佳切割位点在21～22个氨基酸;有15个抗原决定簇;无跨膜区;同源建模分析,未见相似三维结构。     

两株新城疫病毒山东分离株的克隆及遗传变异分析

本试验根据已发表的新城疫病毒(NDV)的F基因序列设计特异性引物,对山东地区两株NDV流行株的F基因进行了克隆与序列分析,分别扩增到了A株和B株F蛋白编码区全基因,ORF全长均为1662bp。应用分子生物学软件对A株和B株的核苷酸序列和推导的氨基酸序列进行了分析。两毒株核苷酸序列同源率为87%,都编码553个氨基酸,氨基酸同源率为91%。与部分已发表的毒株相比:A株与～株同源率最高,为98%,B株与JS鹅株同源率最高,为98%。抗原位点、糖基化位点的数量和位置高度保守,半胱氨酸残基数量不同,A株13个,B株12个。分离株都具有3个强疏水区。A株、B株裂解区氨基酸序列符合强毒株特点,二者均为强毒株。从基因分型情况看,A株属于基因Ⅸ,B株属于基因Ⅶ。A株与F48E9株遗传距离最近,B株与JS鹅株遗传距离最近。     

鸡传染性支气管炎病毒中国地方分离株S1基因5′端的变异

对自海南省、广西省发生鸡传染性支气管炎 (IB)鸡群分离的 4株 IBV分离株 (Ha N- 1/95、Ha N- 2 /95、GX- 1/98、GX- 2 /98)的主要免疫原纤突蛋白 S1基因经 RT- PCR扩增其 5′端约 1.2 kb的目的片段 ,将其插入载体 p MD 18- T中 ,在大肠杆菌中实现目的基因的克隆。对克隆的目的基因经限制性酶切分析及 PCR鉴定后 ,以双脱氧链终止法测定其核苷酸序列 ,并与 Gen Bank中的参考毒株 (H12 0、SD- 1/97和 Holte)相应序列作比较 ,分析其同源性。结果表明 ,Ha N- 1/95、Ha N- 2 /95、GX- 1/98及 SD- 1/97与疫苗株 H12 0的核苷酸序列同源性分别为 99.5 %、99.2 %、97.9%和99.5 % ,其推导氨基酸序列同源性分别为 99.1%、98.9%、96 .9%和 99.2 %。 GX- 2 /98与 Holte株的核苷酸序列同源率为 99.0 % ,其推导的氨基酸序列同源性为 98.6 % ,而与其他中国分离株的核苷酸序列的同源性仅为 70 %左右 ,氨基酸序列的同源性仅为 6 8%左右。     

多重PCR方法快速检测粪样中产气荚膜梭菌

建立了多重聚合酶链反应 (multiplexPCR)检测产气荚膜梭菌的α_毒素和肠毒素 (enterotoxin)基因。该方法可以检测猪粪便样品或小肠内容物中肠毒性产气荚膜梭菌。首先猪粪便样品经前处理后 ,接种选择性培养基 ,再挑取单个菌落溶于超纯水中 ,煮沸提抽 ,制备样品DNA ,进行PCR检测。从实验中我们成功的扩增出 32 4bp的α毒素基因片段和 2 33bp的肠毒素基因片段。以人工污染样品 10倍系例稀释后进行检测 ,该方法的检测灵敏度达到 1.0× 10 4 CFU/g并对 5 8份猪粪便样品检测 ,获得 5 3株产气荚膜梭菌 ,分离率为 91%,其中 4株为带有肠毒素的产气荚膜杆菌 ,占整个分离菌株的 7.5 %。因此多重PCR方法在检测粪样中的产气荚膜梭菌是一种非常有用的方法并可以快速检出肠毒素 ,从而避免了使用动物作定型试验。     

植物乳杆菌α-半乳糖苷酶基因（melA）的克隆与序列分析

试验以L.plantarum1.557的基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增α-半乳糖苷酶基因（melA）基因,PCR产物经纯化回收后克隆至pMD18-T载体中,转化E.coli DH5α感受态细胞,筛选阳性克隆,提取质粒进行SacⅠ和Sph Ⅰ酶切及PCR扩增鉴定,并对melA基因片段进行序列测定。结果表明,测得的melA基因序列全长2240 bp,含有酶切位点、启动子、SD序列及编码738个氨基酸的开放阅读框,理论分子质量为84 ku;4种核苷酸中GC含量为47.45%、AT含量为52.55%;序列中有3个碱基发生了变化,均为无义突变,未导致其推导的氨基酸的改变;序列测定结果与GenBank中登录的序列进行比较,核苷酸和氨基酸序列的同源性除与AY873840相比分别为96.6%和92.2%外,其余均大于99%。试验成功克隆了melA基因,为进一步构建重组表达载体奠定了基础。     

动物源A型产气荚膜梭菌流行情况调查及α毒素基因分析

产气荚膜梭菌是一种重要的人畜共患病原菌,在一定条件下可引起多种严重疾病。为了调查不同动物A型产气荚膜梭菌流行情况及α毒素基因同源性,本试验从不同地区共采集病料307份,其中鸡133份(包括肉鸡112份、蛋鸡21份)、鸭65份、犬31份、猪14份、兔子20份、小鼠9份、牛粪便18份、鸵鸟粪便17份。取肠道内容物和粪便进行产气荚膜梭菌分离鉴定和毒素基因分型,并检测cpe、β2毒素基因携带率;从不同地区、不同动物源A型产气荚膜梭菌分离株挑选18株进行α毒素基因扩增,将所得基因序列进行同源性比较。结果显示,307份样品中68份(22.1%)呈产气荚膜梭菌阳性,不同动物源产气荚膜梭菌阳性率介于5.9%～44.4%;68株产气荚膜梭菌分离株α毒素基因阳性率为100%,所有分离株毒素基因分型均为A型,未检测到cpe毒素基因,β2毒素基因总阳性率为63.2%;分离株与NCBI参考菌株α毒素基因相似性介于97.8%～100%。结果表明,不同动物α毒素具有很高的同源性,本调查为研发A型产气荚膜梭菌α毒素通用疫苗提供数据支持。     

两株新城疫病毒山东分离株的克隆及遗传变异分析

本试验根据已发表的新城疫病毒（NDV）的F基因序列设计特异性引物，对山东地区两株NDV流行株的F基因进行了克隆与序列分析，分别扩增到了A株和B株F蛋白编码区全基因，ORF全长均为1662bp。应用分子生物学软件对A株和B株的核苷酸序列和推导的氨基酸序列进行了分析。两毒株核苷酸序列同源率为87％，都编码553个氨基酸，氨基酸同源率为91％。与部分已发表的毒株相比：A株与－株同源率最高，为98％，B株与JS鹅株同源率最高，为98％。分离株都具有3个强疏水区。A株、B株裂解区氨基酸序列符合强毒株特点，二者均为强毒株。从基因分型情况看，A株属于基因Ⅸ，B株属于基因Ⅶ。A株与F48E9株遗传距离最近，B株与JS鹅株遗传距离最近。     

A型产气荚膜梭菌青海分离株tetA(P)耐药基因序列分析及蛋白结构预测

应用PCR技术对A型产气荚膜梭菌青海分离株的tetA(P)耐药基因进行扩增、测序,利用生物软件对tetA(P)基因进行序列分析与蛋白结构预测。结果表明,A型产气荚膜梭菌青海分离株的tetA(P)基因长度为1 263bp,编码420个氨基酸。与参考菌株EHE-NE18、Wakayama、CW92的核苷酸序列同源性依次为100%、99.8%和98.7%,氨基酸序列同源性依次为100%、100%和98.3%。分离株TetA(P)蛋白疏水性较强,具有10个跨膜区,含有4个N-糖基化位点,1个cAMP和cGMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,5个蛋白激酶C磷酸化位点,1个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点,12个N-豆寇酰化位点,三级结构主要是由α-螺旋和无规则卷曲形成。研究结果可为A型产气荚膜梭菌tetA(P)基因功能研究提供依据。