基于转录组数据分析环形泰勒虫对诱导宿主细胞转化相关基因的影响

本试验主要通过研究布帕伐醌(BW720)处理前后,环形泰勒虫转化牛单核细胞(TaNM Ⅰ)转录组数据的变化情况,为进一步研究环形泰勒虫诱导宿主细胞转化的分子机制奠定基础。以环形泰勒虫感染的牛单核细胞为试验材料,设置对照组(二甲基亚砜,DMSO)和试验组(BW720),利用Illumina HiSeq4000测序平台进行高通量测序,将测序得到的原始数据(Raw reads)与GenBank和Rfam数据库进行比对过滤,通过质控获得最终数据(Clean read)。利用Venn分析软件筛选出DMSO组和BW720组中差异表达明显的基因,进行功能注释(GO)以及信号通路(KEGG)分析。随机选择10个基因,利用荧光定量PCR (qPCR)检测基因在不同处理条件下细胞中的表达量。在验证测序结果的准确性后,选出差异表达明显的基因,分析其在TaNM Ⅰ细胞的凋亡、增殖等信号通路方面的作用。结果显示：BW720组和DMSO组中分别得到6 854 019 704和6 627 265 854条Raw reads,过滤、质控后分别得到22 925 606和22 171 427条Clean reads。BW720组和DMSO组中筛选出差异表达明显的基因共计4 054个(P＜0.05),其中,2 146个基因显著上调,1 908个基因显著下调;进一步筛选出共同差异表达的基因367个,其中,显著上调的196个,显著下调的171个。同时,qPCR验证随机选择10个基因的表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。然后对差异表达基因进行GO功能注释,筛选到与细胞增殖相关的20个生物学过程、15个细胞组分以及11个分子功能条目。KEGG富集分析结果显示,在Top20的信号通路中筛选出与环形泰勒虫转化细胞有关的一些信号通路,如：癌症信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等。对这些信号通路进一步分析发现：PI3KR3、FOXO1、IL23A、FZD3、AKT、MMP9等基因在环形泰勒虫转化细胞的研究中也有相关文献的报道。本研究表明,在TaNM Ⅰ细胞中DAPK1、FZD3、FOXO3、PI3KR3等可能在感染细胞无限增殖的过程中发挥作用,为后续研究TaNM Ⅰ细胞无限增殖机制奠定了基础。     

微小牛蜱Bm91基因的原核表达

根据GenBank收录的微小牛蜱Bm91基因序列设计一对表达引物,以微小牛蜱幼蜱总RNA反转录合成的cDNA为模板,扩增获得了Bm91基因,其长度为1 908 bp,包含一个大小为1 833 bp的完整开放阅读框,编码611个氨基酸,该蛋白预期分子质量为83 ku。将Bm91基因片段亚克隆到原核表达载体pET-30a,构建重组原核表达载体pET-30a-Bm91,转化BL21宿主菌,经IPTG诱导,发现在0.8 mmol/LIPTG,诱导时间2 h,温度37℃条件下,目的重组蛋白表达量最大,约占蛋白总量的20%。SDS-PAGE检测表明,表达产物为分子质量为83 ku的融合蛋白,与预期大小一致;Western blot分析表明,表达产物能被兔抗微小牛蜱阳性血清所识别。     

一株白僵菌的分离鉴定及其对微小牛蜱的致病力试验

为了得到用于防控微小牛蜱的高毒力菌株,本试验从野外微小牛蜱饱血雌蜱体表分离出一株白僵菌,通过形态学和分子生物学方法进行了鉴定,确认该分离株为球孢白僵菌.致病力研究表明,当孢子浓度达到108孢子/mL,该菌株对微小牛蜱饱血成蜱的致死率即可达到100%,为微小牛蜱的生物防控试剂的研究及应用奠定了基础.     

羊巴贝斯虫未定种trap基因的克隆表达及反应原性分析

通过克隆trap基因,在原核表达系统中进行表达并纯化,Western blot鉴定TRAP蛋白反应原性,应用生物信息学分析软件分析验证该基因/蛋白的结构。以羊巴贝斯虫未定种新疆株gDNA和cDNA为模板扩增trap基因全长;并构建pET-30a-trap原核表达载体。将构建成功的表达载体转入BL21(DE3)pLysS进行诱导表达;纯化可溶性的rBspTRAP,Western blot分析其反应原性,并应用生物信息学分析软件分析验证该基因/蛋白的结构。结果显示:获得的trap基因全长为2 338bp,开放阅读框大小为1 944bp,具有5个内含子和6个外显子。氨基酸序列分析显示1~26位氨基酸为信号肽序列,45~201位和240~288位氨基酸分别为TRAP蛋白家族的vWA和TSP1结构域。Western blot结果显示羊巴贝斯虫未定种新疆/敦煌株阳性血清可特异性识别rBspTRAP,该重组蛋白与莫氏巴贝斯虫(临潭株、天祝株、河北株、宁县株)阳性血清及尤氏泰勒虫阳性血清无交叉反应。本试验成功克隆trap基因并表达,该基因可以作为免疫学诊断用候选抗原,为以后建立鉴别诊断莫氏巴贝斯虫和羊巴贝斯虫感染的免疫学诊断方法奠定基础。     

犊牛粪便中益生菌的分离与鉴定

为了筛选出能够抑制犊牛腹泻的益生菌株,本研究采集了20份健康犊牛新鲜粪便,采用厌氧培养、形态学观察以及分子鉴定技术,初步分离得到3株革兰氏阳性杆菌(A1、A2和A3)和4株革兰氏阳性球菌(B1、B2、B3和B4),并对这些菌株进行分子鉴定。鉴定结果表明:A1和A2均为罗伊乳杆菌,A3为黏膜乳杆菌;B1为坚强肠球菌,B2为海氏肠球菌,B3和B4均为屎肠球菌。本研究为防治犊牛腹泻提供了更多的候选菌种。     

微小牛蜱4D8基因原核表达及免疫原性分析

按GenBank已知微小牛蜱的4D8基因核苷酸序列设计1对表达引物。提取微小牛蜱幼蜱总RNA,反转录合成双链cDNA,用设计的表达引物扩增出4D8基因,扩增得到的核苷酸长486 bp,编码161个氨基酸,该蛋白预计分子质量为18 ku。将该基因亚克隆到原核表达载体pGEX4T-1,构建重组原核表达载体pGEX4T-1-4D8,转化BL21宿主菌,经IPTG诱导,可成功表达。重组融合蛋白分子质量为45 ku左右,与预期大小一致。Western blot显示,兔抗微小牛蜱唾液腺、肠道和卵巢抗体能够识别重组表达蛋白。     

微小牛蜱饱血雌蜱高毒力绿僵菌菌株的筛选及应用

为筛选微小牛蜱的高毒力菌株,采用浸渍法测定了8株绿僵菌对微小牛蜱饱血雌蜱的存活指数.结果显示,菌株MaAT.4对微小牛蜱饱血雌蜱的毒力最强,其孢子悬浮液推荐杀蜱浓度为1×10~8个·mL~(-1).     

10种农药与绿僵菌的相容性测定

为研究10种农药对绿僵菌生长的影响情况,选用10种不同农药,稀释成不同浓度分别加入到SDAY培养基中,用直径为4 mm的无菌打孔器在其中央打孔,然后吸取50μL绿僵菌孢子悬浮液分别注入孔中,置温度25℃、湿度80%的条件下培养,十字法测量菌落的直径和观察孢子颜色变化.结果表明:杀菌剂多菌灵对绿僵菌的生长抑制作用最强,生物化学农药吡虫啉对绿僵菌的生长抑制作用最弱;随着农药浓度的降低,所试农药对绿僵菌的生长抑制作用也随之降低.通过测定10种农药与绿僵菌的相容性,选择生物相容性好的农药以低剂量与之配伍,既可使菌剂增效,又可大幅度降低农药用量,为开发防治害虫的绿僵菌制剂奠定基础.     

环形泰勒虫感染细胞抑制性消减文库的构建及ESTs分析

【目的】环形泰勒虫（Theileria annulata）可以感染牛B淋巴细胞、树突状细胞和巨噬细胞,并可使被感染细胞发生转化,体外培养时可获得类似肿瘤样细胞的无限增殖能力。本研究通过构建环形泰勒虫转化和非转化宿主细胞抑制性消减文库,筛选环形泰勒虫裂殖体基因及转化细胞与宿主正常细胞之间的差异表达基因。【方法】以环形泰勒虫裂殖体转化细胞和非感染牛外周血单个核细胞（即非转化宿主细胞）为试验材料,提取总RNA和mRNA,反转录合成cDNA;然后分别作为tester和driver,进行抑制性消减杂交（SSH）,构建环形泰勒虫转化和非转化宿主细胞抑制性消减文库;对随机挑取的阳性克隆进行测序及生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR对文库部分差异基因进行验证。【结果】通过对文库454个阳性克隆进行测序,共获得了有效表达序列标签（ESTs）364条,大小主要分布在350-1 200 bp之间;将这些ESTs序列在GenBank中进行BLASTn网上序列比对,其匹配于192条基因序列;其中包括环形泰勒虫序列60条(11条为虫体蛋白酶基因序列、10条为膜蛋白基因序列、7条为假设蛋白基因序列、5条为凋亡相关虫体蛋白基因序列、5条为核糖体蛋白基因序列、4条为细胞周期蛋白基因序列、4条为虫体抗原基因序列和虫体其它基因序列14条)、牛基因序列131条（其中19条为肿瘤相关蛋白基因序列）和1条未知序列;其中已有功能注释的ESTs 285条,再将已知功能的ESTs通过WEGO软件从生物学过程（biological process）、细胞组成（cellular component）和分子功能（molecular function）3个部分进行GO聚类分析,结果表明,宿主细胞差异基因主要集中在细胞、细胞进程、结合、催化、代谢进程、生物调节等功能方面。另外,通过对部分环形泰勒虫裂殖体转化宿主细胞差异基因进行荧光定量PCR分析,结果表明,肿瘤相关基因HCLS1和SENP5在转化宿主细胞中转录水平分别是非感染牛PBMCs(非转化宿主细胞)的2.06和1.32倍。【结论】利用SSH技术,成功构建了环形泰勒虫感染宿主细胞的抑制性消减文库,筛选获得了转化宿主细胞和环形泰勒虫裂殖体的表达基因,并通过荧光定量PCR分析获得了2个可能参与宿主细胞转化的基因,为进步探索环形泰勒虫与宿主细胞相互作用的分子机制奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒HN-HW株的分离与鉴定

用细胞传代的方法从湖南省宁乡县发病猪所采病料中分离到一株猪繁殖和呼吸综合征病毒(PRRSV)毒株.该毒株能在Marc-145细胞上增殖并产生特征性的细胞病变,RT-PCR检测可扩增出670 bp的特异性的ORF5基因片段,经美洲型PRRSV荧光抗体染色呈阳性反应,电镜观察其超微结构显示,病毒粒子大小为50～60 nm.命名该分离毒株为HN-HW株.