无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗的制备及免疫效果评价

为了研究无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗对罗非鱼链球菌病的免疫保护作用,本研究通过PCR和重叠延伸拼接技术(SOEing)获得融合基因Sip-GAPDH,连接至真核表达载体pcDNA3.1(+)制备DNA疫苗,通过背鳍肌肉注射方式免疫吉富罗非鱼,免疫后第7、28天取样,采用PCR及RT-PCR方法检测pcDNA-Sip-GAPDH在各个组织(包括肌肉、脑、头肾、脾脏、鳃和肝脏)中的表达情况。采用ELISA、Real-time PCR法和体外攻毒法分别分析各实验组不同时间血清抗体效价、免疫基因(IgM、IL-1β和CD8)表达变化规律和相对保护率,研究该嵌合性疫苗对吉富罗非鱼的保护效果。结果显示,实验组在免疫接种第7和第28天时,注射点周围的肌肉、脑、头肾、脾脏、鳃和肝脏均能检测到嵌合性质粒,实验组罗非鱼血清抗体效价均高于对照组并于21 d时达到峰值(1∶4 096);qPCR数据表明,实验组鱼体胸腺、头肾和脾脏的IgM、IL-1β和CD8基因的mRNA表达量均出现了上调,并且在胸腺、头肾和脾脏中的表达量分别在免疫后第12和第48 h达到峰值;免疫后42 d进行人工攻毒后计算免疫保护率为93.3%。以上研究结果表明,本研究构建的无乳链球菌Sip-GAPDH嵌合核酸疫苗在罗非鱼链球菌病防治中具有潜在的应用价值。     

罗非鱼湖病毒核蛋白的克隆表达、抗体制备及其组织分布

近年来罗非鱼湖病毒(TiLV)在多个国家流行,对世界罗非鱼养殖业造成严重威胁。中国是罗非鱼第一养殖大国,尽管我国大陆还没有TiLV的正式报道,鉴于吉富罗非鱼是我国重要的罗非鱼养殖品种,其对TiLV的感染特性研究具有重要意义。本实验采用TiLV对吉富罗非鱼进行人工感染,随后在肝脏组织中克隆和测定了TiLV第6片段基因。罗非鱼湖病毒第6片段基因cDNA全长1044 bp,开放读码框(ORF)为954 bp,编码317个氨基酸,预测分子量为36.38 ku;5′非编码区(NCR)为19 bp,3′非编码区(NCR)为972 bp。系统进化树分析表明该蛋白属于TiLV核蛋白(NP)。随后在大肠杆菌中表达和提纯了GST融合NP蛋白,在新西兰大白兔上制备了多克隆抗体。通过酶联免疫吸附实验(ELISA)检测抗体效价为1∶51200,且抗体可特异性识别感染组织中的病毒NP蛋白。对吉富罗非鱼不同组织进行苏木精—伊红(H.E)染色观察,发现肝脏组织坏死并形成合胞体,脾脏部分细胞出现空泡、坏死,含铁血黄素增多,头肾细胞坏死,鳃丝上皮细胞明显解离脱落,鳃小片黏连,脑组织细胞肿大。通过蛋白印迹法(WB)和免疫组化(IHC)对人工感染TiLV的吉富罗非鱼不同组织进行检测,结果显示,NP蛋白在肝脏、脑、体肾和头肾等组织中均有表达,以肝脏组织中表达量最高。为了解吉富罗非鱼对TiLV的免疫反应,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定免疫因子TNF-α和TGF-β在主要免疫器官脾脏和头肾组织中的表达。研究表明,在感染早期(感染后12~24 h),病毒可显著抑制TNF-α和TGF-β在脾脏和头肾中的表达,可能通过抑制宿主这些免疫因子来促进病毒自身早期的复制。本研究将为进一步解读TiLV的致病机理及其高效防控提供理论基础。     

罗非鱼湖病毒对吉富罗非鱼和E-11细胞的感染

为研究罗非鱼湖病毒在吉富罗非鱼体内和敏感细胞E-11中的感染特性,实验首先从人工感染罗非鱼湖病毒的吉富罗非鱼脾脏中获得罗非鱼湖病毒第4片段基因组,其cDNA全长1 250 bp,开放读码框长度为1 065 bp,编码354个氨基酸。通过进化树分析,该蛋白是罗非鱼湖病毒血凝素—酯酶融合蛋白(HEF)。随后通过在大肠杆菌大量表达和提纯GST融合HEF蛋白,免疫新西兰大白兔,制备了兔抗TiLV-HEF多克隆抗体。ELISA结果显示获得的抗血清效价高于1∶51 200,并且获得的抗体可以特异性识别病毒的TiLV-HEF蛋白。人工感染实验结果显示,TiLV的感染造成鱼体表面溃疡、全身性出血以及眼晶状体混浊等症状。H.E染色结果显示,肝脏形成合胞体,脾脏中含铁血黄素增加和部分细胞空泡变性。头肾出现淋巴细胞坏死,体肾蛋白质沉淀和肾小球坏死等病理症状。Western blot和免疫组织化学结果显示该病毒在所有组织中均有分布,其中脾脏、头肾和鳃中的病毒丰度高于肝脏、体肾和脑组织。通过细胞间接免疫荧光实验,发现TiLV感染E-11细胞后,HEF蛋白在细胞质中。TiLV可以通过感染吉富罗非鱼幼鱼的肝脏、脾脏、头肾、体肾、鳃和脑等组织而引起疾病。     

嗜水气单胞菌灭活疫苗浸泡后鳜IgM基因表达量和抗体效价的变化

应用荧光定量PCR技术,研究了嗜水气单胞菌疫苗浸泡免疫后,鳜(Siniperca chuatsi)鳃、皮肤、脾脏和头肾中IgM基因表达量变化,同时应用ELISA检测皮肤黏液和血清中抗体滴度变化。结果显示:最早检测到IgMmRNA转录水平上调的是皮肤和鳃(第4天),而脾脏和头肾在第7天才达到高峰。IgM基因在头肾和脾脏中表达量较高(高峰值分别达到16.3和23.8),皮肤和鳃中的表达量较小(高峰值分别为4.3和8.6)。抗体效价方面,皮肤黏液中抗体滴度峰值出现时间较早(第7天),但抗体从开始形成到消失持续时间较短(28 d);血清中抗体滴度峰值出现时间较迟(第21天),但持续较长(42 d)。结果表明:浸泡免疫能够引发鳜机体和局部均出现免疫应答。从抗体滴度和IgM基因表达量方面考虑,系统免疫组织均高于黏膜免疫组织,表明前者是合成IgM的主要场所。从时间上比较,对抗原刺激最早做出应答的是皮肤黏膜和鳃,其后系统免疫才表现应答作用,这表明了局部黏膜能够在抗原入侵的早期起到抵制作用。     

尼罗罗非鱼p38MAPK基因克隆与表达分析

为了探究p38MAPK与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫功能的相关性,本实验运用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得尼罗罗非鱼埃及品系ntp38MAPK的cDNA全长序列,结果显示,该序列全长1789 bp,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长1086 bp,5′非编码区(Untranslated Region,UTR)长342 bp,3′UTR为361 bp。ORF编码361个氨基酸,预测分子量为41.598 kD,理论等电点为5.10。序列含有p38家族典型保守的Thr-Gly-Tyr(TGY)双磷酸化位点以及紧密相连的底物结合位点Ala-Thr-Arg-Trp(ATRW)。同源性以及系统进化树分析结果显示,尼罗罗非鱼的p38MAPK与大黄鱼(Larimichthys crocea)和鲈(Dicentrarchus labrax)的相似性最高。采用qRT-PCR的方法研究了ntp38MAPK在各组织以及无乳链球菌感染过程中的表达差异情况,结果显示,ntp38MAPK在各组织均有表达,其中在肌肉的表达量最高,心脏、肝脏、脾脏次之,头肾中的表达量最低。无乳链球菌感染过程中,脾脏、头肾中ntp38MAPK的表达量在2 h开始上调,肝脏中4 h开始上调,8 h后肝脏、脾脏和头肾中的表达量都有所下降,24~72 h趋于平稳,表明ntp38MAPK在尼罗罗非鱼抵抗链球菌侵染过程中发挥重要作用。     

异育银鲫实验性免疫抑制模型的建立

分别以每kg体重鱼注射0、1、10、20mg环磷酰胺的剂量、每隔5d给异育银鲫注射1次，共注射3次，第16天检测各组试验鱼外周血白细胞数量及吞噬活性、不同类型的白细胞数量变化、脾脏和头肾的溶菌酶活性、体外培养外周血B淋巴细胞分泌的IgM、IFN-α含量、外周血NK细胞杀伤功能及头肾、脾脏、外周血B淋巴细胞转化能力。结果表明，环磷酰胺剂量的增加可以使试验鱼外周血白细胞的数量包括各种类型的白细胞的数量、体外培养外周血B淋巴细胞分泌的IgM、IFN-α含量下降，脾脏和头肾的溶菌酶活性、外周血白细胞吞噬活性及头肾、脾脏、外周血B淋巴细胞转化能力降低。提出每kg鱼10mg的环磷酰胺是建立异育银鲫实验性免疫抑制模型的适宜剂量     

尼罗罗非鱼补体C9基因的克隆和组织表达分析

为了探究补体C9在尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫中发挥的作用,本研究克隆并分析了尼罗罗非鱼补体C9基因(OnC9)。结果显示:OnC9的cDNA序列全长2 502 bp,包含1 761 bp的开放阅读框(ORF),编码586个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,OnC9与牙鲆(Paralichthys olivaceus)补体C9氨基酸相似性最高,达73.0%,与其他鱼类补体C9的相似性介于49.3%~71.4%之间。实时荧光定量PCR检测结果表明,OnC9基因在所检测的各个组织或器官中表达水平有明显差异,在肝脏中表达量最高,其次是肠道、后肾、皮肤、肌肉、鳃,在脑、脾脏、心脏、头肾、胸腺和血液中表达量最低。在无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染鱼体后,肝脏、后肾等组织中OnC9表达量表现为在感染12 h、48 h(或36 h)、120 h先后出现三个峰值的波动表达的规律。说明OnC9在无乳链球菌感染尼罗罗非鱼后的免疫应答中发挥作用。     

尼罗、奥利亚、尼奥三种罗非鱼对温和气单胞菌菌苗的抗体效价比较

将致病性温和气单胞菌（９９－５－Ａ）制成菌苗，按０．２５ｍｏｌ／尾的剂量给健康无病的“尼罗”、“奥利亚”、“尼奥”三种罗非鱼作腹腔注射。结果为：（１）免疫后第１０天，三种罗非鱼血清的抗体效价分别为１：８、１：１６和１：１６。（２）抗体含量的高峰期分别出现在第２２天，１：６４维持６天，第２２天，１：３２维持３天，第１６天，１：６４维持９天。（３）３个月后免疫鱼血清抗体效价分别为１：８、１：４和１：６     

牙鲆免疫相关组织特征及抗体阳性细胞的免疫组化定位

应用抗牙鲆免疫球蛋白单克隆抗体(2D8、1H1)对牙鲆外周血系统、肾、脾、肝、胰、肠道组织中抗体阳性细胞进行了定位观察，并对其组织学特征进行了描述。两株单抗均能在外周血滴片和组织切片中成功地检测到抗体阳性细胞。外周血系统中的抗体阳性细胞主要为淋巴细胞，没有发现抗体阳性的巨噬细胞；牙鲆头肾中没有肾单位，肾小管、肾小球等主要存在于后肾中，脾脏和肾脏都含有巨噬细胞、粒细胞、淋巴细胞等免疫相关细胞，抗体阳性细胞存在方式也极为相似，成簇或单独分布于黑色素巨噬细胞中心和血管周围；牙鲆的胰组织镶嵌在肝上，形成肝胰脏，也参与免疫应答，抗体阳性细胞单个存在，分布于肝组织中，胰组织中没有发现抗体阳性细胞；肠道抗体阳性细胞主要存在于固有层中，有成簇存在现象，在上皮层也可见到单个存在的抗体阳性细胞。     

尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白在宿主抵御病原菌侵染和调节铁稳态中的功能

为了研究铁调素调节蛋白(hemojuvelin,HJV)在硬骨鱼中抵御病原菌感染和维持自身铁稳态过程中的作用,实验扩增了尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白基因(Onhjv)的开放阅读框(ORF),分析其在健康尼罗罗非鱼各组织中的分布模式及在抵御病原菌感染和调节铁稳态中的相关作用。结果显示,Onhjv的ORF全长由1 248个碱基组成,编码415个氨基酸,在不同物种之间具有一定的保守性。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,Onhjv在尼罗罗非鱼各组织中广泛分布,并在肝脏中的表达量最高。在无乳链球菌或嗜水气单胞菌感染后,Onhjv在肝脏、脾脏、肠和鳃中的表达量均显著上调。体外头肾单核/巨噬细胞和肝细胞中Onhjv表达量在受到这2种病原菌应激下也显著上调。此外,在1和10μmol/L FeCl_3溶液刺激后,Onhjv表达量在肝脏、脾脏、肠和鳃等组织,以及头肾单核/巨噬细胞和肝细胞中的表达量也呈显著上调。受重组罗非鱼IL-6蛋白[(r)OnIL-6]刺激后,头肾单核/巨噬细胞中Onhjv表达量显著上调,表明炎症因子可以促进Onhjv表达。研究表明,尼罗罗非鱼铁调素调节蛋白在宿主抵御病原菌感染和维持铁稳态的过程中发挥作用。本实验为探究HJV在硬骨鱼中的生物学功能提供了参考,同时为进一步研究铁代谢在宿主防御病原菌感染过程中的重要作用提供理论指导。     

Molecular and histopathological characterization of Photobacterium damselae in naturally and experimentally infected Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

Mass mortality has occurred among cultured Nile tilapia, Oreochromis niloticus, on fish farms in Manzala, Dakahlia province, Egypt, in the summer season, 2019. Moribund fish were reported with deep ulcers, septicaemic lesions and sampled for bacterial isolation. In this study, most isolates were subjected to bacteriological examination, antibiotic sensitivity test, 16S rRNA gene sequencing and histopathological examination. Following isolate identification, intraperitoneal challenge of Nile tilapia with a bacterial suspension 2 × 10⁶ CFU/ml was performed. Samples from liver, spleen and kidney were collected for histological and biochemical analysis. The results showed a high similarity (99%) to Photobacterium damselae strains using phylogenetic analysis of 16S rRNA. P. damselae exhibited resistance to amoxicillin and erythromycin, as well it was highly sensitive to chloramphenicol and doxycycline. Moreover, haemorrhage, oedema, hemosiderosis and melanomacrophage activation in the liver and head kidney of infected fish were detected by light and electron microscopy. Also, significant higher levels of CAT and SOD in the spleen and head kidney, as well as the serum levels of NO were observed in experimentally challenged O. niloticus, compared to the control fish. Our data identified P. damselae for the first time from infected Nile tilapia, describing its sensitivity to a variety of antibiotics, histopathological alterations and oxidative stress impact, and it could be useful indicators for understanding P. damselae pathogenesis, which might provide a preventive efficacy for P. damselae.     

细鳞鲑早期发育过程中免疫器官发生

应用连续切片技术和显微观察法,对胚胎末期至仔鱼期的细鳞鲑(Brachymystax lenok)免疫器官(头肾、胸腺及脾组织)早期发育进行了系统研究。研究表明,在实验水温为10.0～16.2℃时,细鳞鲑的免疫器官原基发生及其淋巴化的先后顺序均为胸腺、头肾和脾。仔鱼出膜前5 d胸腺原基形成,出膜前1 d胸腺即出现少量淋巴细胞,仔鱼19日龄后,结缔组织和毛细血管渗入胸腺实质而形成小梁,仔鱼35日龄左右,胸腺己经分化出模糊的内区和外区;仔鱼出膜前2 d,出现头肾原基,由未分化的造血干细胞组成,仔鱼3日龄后,头肾由肾小管构成,10日龄后,组织开始淋巴化,仔鱼35～45日龄,肾小管上皮细胞开始退化,头肾内出现血窦,并进一步淋巴化,50日龄后,肾小管退化完毕,头肾主要由淋巴组织和大量血窦构成;5日龄细鳞鲑仔鱼,脾原基出现,16日龄后,脾开始淋巴化,35～50日龄,脾内建立起发达的微血管系统以及血窦结构。细鳞鲑的免疫器官分化较早,其发育速度较其他淡水硬骨鱼类相对滞后,但组织淋巴化速度较快。本研究旨在揭示细鳞鲑早期死亡率高的根本原因,为实现细鳞鲑的规模化养殖提供科学基础。     

尼罗罗非鱼γ-干扰素基因的克隆、结构分析及组织表达

γ-干扰素(interferon,IFN)是调控天然免疫与细胞免疫的一种重要细胞因子,在抵抗病毒入侵和细菌感染中发挥重要作用。该研究从尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)脾脏组织中扩增到γ-干扰素基因的c DNA,大小为621 bp,编码206个氨基酸。生物信息学分析表明,尼罗罗非鱼γ-干扰素分子(On IFNγ)具有信号肽、IFN特征序列及核定位信号。预测的三级结构与人类IFNγ晶体结构最相似。q PCR检测显示,IFNγ在正常鱼体内的脾脏中表达量最高,其次是肠、鳃和肾脏。感染无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)后,On IFNγ在脾脏、肾和鳃中的表达均显著上调(P0.05)。On IFNγ在相关免疫器官中的高表达、受感染后的表达上调,说明其在罗非鱼免疫防御中可能具有重要作用。该研究为进一步开展On IFNγ基因的功能研究、探讨其在抗病转基因及抗病选育中的开发应用奠定了基础。     

Aeromonas shuberti as a cause of multi‐organ necrosis in internal organs of Nile tilapia,Oreochromis niloticus

A disease with white spots in internal organs of Nile tilapia occurred in Zhanjiang, southern China. Multiple, white nodules, 0.8–2.2 mm in diameter, were scattered throughout the liver, spleen and kidney of diseased fish. Signs of nodules reproduced after artificial infection with the isolated strain. Isolated bacteria were Gram‐negative, facultative anaerobic, motile, short rod‐shaped, with a length of 1.2–2.2 μm. Morphological and biochemical tests, as well as phylogenetic analysis, all strongly indicated that the isolate from tilapia is identical to Aeromonas schubertii (A. schubertii) which temporary named LF1708 strain. Antibiotic sensitivity assays showed the LF1708 is sensitive to 24 of 27 tested antibiotics. Pathogenicity test revealed that the isolate at the dose of 3.75 × 10⁶ CFU/g killed 100% of experimental tilapia within 2 days and the dose of 1 × 10⁷ CFU/g killed 100% of experimental zebrafish within 1 day. Histopathology of diseased tilapia infected with A. schubertii showed numerous necrotic lesions widely distributed in spleen, liver and kidney, and infiltration with a large number of bacteria. To our knowledge, this was the first report that associated A. schubertii with mortality in tilapia.     

初探母源免疫处理草鱼母本及其子代5种免疫因子含量的周年变化规律

为探究草鱼母源免疫因子传递特性,本实验借助ELISA和qPCR技术分别检测分析了GCRV弱毒疫苗免疫草鱼母本及其子代（即母源免疫子代）早期胚胎阶段至一龄期间5种免疫因子（IgM、C3、LZM、MBL和Bf）蛋白活性和基因表达水平的周年变化规律。结果显示,草鱼母本经GCRV弱毒疫苗免疫后,血液中5种免疫因子蛋白活性及基因表达水平在产卵期均显著高于对照组1.5倍以上,至免疫后第11个月与对照组无显著差异。母源免疫子代发育至水花（4 d）时,IgM、C3、MBL和Bf的基因表达水平均高于对照组;发育至乌仔（15 d）时,IgM、C3和Bf的蛋白活性水平均略高于对照组;发育至5~11月龄时,5种免疫因子在肝脏、脾脏、肾脏和头肾等免疫器官中仍存在高表达。研究表明,GCRV弱毒疫苗促使母源免疫因子在亲本和子代体内富集表达具有一定的时效性,最长可维持至11个月,为实际生产中草鱼母本疫苗免疫程序的制定提供参考依据。     

剑尾鱼IgZ基因的克隆及疫苗免疫对其在组织中表达的影响

为研究剑尾鱼Ig Z基因序列及其在疫苗免疫后的表达规律,本实验根据已知的EST库设计引物,利用RT-PCR等方法,获得剑尾鱼Ig Z基因c DNA全长序列,并进行生物信息学分析和疫苗免疫后组织表达分析。结果显示,剑尾鱼Ig Z基因全长序列为5 420 bp,包含4个外显子和3个内含子;c DNA序列全长1 527 bp,包含一个1 299 bp的完整ORF框,该基因编码432个氨基酸,预测其编码蛋白的分子量大小为47.48 ku,并具有Ig Z的基本结构,与其他硬骨鱼类Ig Z氨基酸序列一致性为28%~54%。荧光定量PCR分析结果显示,Ig Z基因主要在剑尾鱼的头肾、脾脏和肠中分布,且疫苗免疫后11天内,Ig Z基因在头肾、脾脏和肠组织中均表现为先上升后下降的趋势。头肾中Ig Z基因的表达量在第4天时最高,为对照组的2.12倍;脾脏中Ig Z基因在第4天时呈现最高峰,为对照组的4.65倍;肠组织中Ig Z基因的表达量在12 h时有一个小高峰,第2天时最高,为对照组的11.41倍。本研究获得了剑尾鱼Ig Z基因c DNA全长序列,并对其表达规律进行了初步研究,发现Ig Z在肠道黏膜免疫中具有重要作用,这将为进一步验证其在黏膜免疫中的作用以及剑尾鱼作为疾病研究模式动物和疫苗免疫评价模型奠定基础。     

Utilization of genetically modified soybean meal in Nile tilapia <Emphasis Type="Italic">Oreochromis niloticus</Emphasis> diets

The utilization of genetically modified soybean meal (GM SBM) was compared with that of non-GM SBM in Nile tilapia. Four experimental diets were formulated to include either non-GM or GM SBM at 34 or 48%, respectively. These diets were fed to juvenile Nile tilapia (49.5 g average weight) for 12 weeks. The uptake of the cauliflower mosaic virus 35S promoter fragment of the GM SBM in fish muscle was examined at 8th and 12th week. After 12th week, fish were fed the non-GM SBM diets to determine the residual span of the incorporated promoter fragment. There was no significant difference in specific growth rate or feed efficiency between GM and non-GM groups at the same inclusion level. A small number of muscles from fish receiving both levels of GM SBM diet were positive for the promoter fragment. Additionally, the promoter fragment was not detected by the second day after changing to the non-GM SBM diets. These results indicate that the utilization of GM SBM was similar to that of non-GM SBM and the promoter fragment was rarely found in fish muscles, suggesting that suitability and safety of GM SBM in Nile tilapia diet were similar to those of non-GM SBM.     

In vivo and in vitro assessment of Lactobacillus acidophilus as probiotic for tilapia (Oreochromis niloticus,Perciformes:Cichlidae) culture improvement

In this study, the use of Lactobacillus acidophilus as a probiotic for Nile tilapia (Oreochromis niloticus) culture was studied. Fish survival and the expression of some genes involved in the immune response were assessed. Diet supplementation with L. acidophilus for 15 days caused a significant increase in fish survival during a challenge with Aeromonas hydrophila and variations in immune response related to IL‐1β and transferrin expression in Nile tilapia spleen and kidney. Moreover, extracellular products (ECPs) of L. acidophilus showed high antibacterial activity against fish pathogens such as A. hydrophila and Streptococcus agalactiae in vitro. It was also observed that viable L. acidophilus was able to disrupt quorum sensing activity in Chromobacterium violaceum.