牛冠状病毒HE基因的克隆及进化树分析

为研究牛冠状病毒(Bovine Coronavirus,BCV)HE基因进化关系,试验利用提取牛冠状病毒核酸,将RNA反转录成cDNA,并以此为模板扩增出全长为1 300 bp HE基因片段,将其与pMD-18T载体连接,产物克隆入DH5α感受态细胞,测序,结果与Gen Bank中已发表的14株BCV的HE基因序列进行系统进化树分析。扩增出的牛冠状病毒HE基因序列(HLJ-14),符合HE基因型参照序列特点,与Gen Bank中已发表的另外14株BCV HE基因型全序列同源性为97.3%~98.8%。     

牛白细胞介素15基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

根据GenBankTM中发表的牛IL-15基因序列设计并合成了特异性引物,以经LPS和ConA刺激的牛外周血单个核细胞提取的总RNA为模板,用RT-PCR方法扩增出长度约500 bp的目的基因片段,并将该基因克隆到pMD18-T载体上.酶切、PCR及序列测定结果表明,获得了牛IL-15全长基因的克隆.进一步通过PCR方法得到缺失其N端48个氨基酸的信号肽序列的牛IL-15成熟蛋白基因,将其亚克隆到原核表达载体pET-32a上,构建重组表达质粒pET-IL-15,转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,该菌表达以包涵体形式存在的相对分子质量约为33 000的融合蛋白.用Ni螯合层析方法纯化表达的蛋白.Western-blot试验显示表达的重组融合蛋白能与抗6×His的单克隆抗体发生反应,同时也能与鼠抗猪IL-15的多克隆抗体发生明显交叉反应.     

牛分枝杆菌MPB83基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

为观察重组MPB83蛋白的免疫活性,揭示该蛋白在牛结核病的诊断和防治中的作用,克隆了牛分枝杆菌MPB83基因,构建了克隆载体pGEM-MPB83和表达载体pET30a-MPB83,经IPTG诱导在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,用SDS-PAGE和免疫印迹分析表达产物并进行蛋白纯化。试验结果表明:牛分枝杆菌MPB83基因体外扩增产物与预期值相符,约600 bp;所构建表达质粒pET30a-MPB83经测序,结果与预期一致;SDS-PAGE分析表明,该融合蛋白以包涵体的形式表达,其分子质量约为26 ku,蛋白表达量占菌体总蛋白的20%;该蛋白经电洗脱纯化后,纯度达95%以上;免疫印迹分析表明,原核表达的融合蛋白可与兔抗牛分枝杆菌多克隆抗体结合,并且具特异的免疫反应性。     

牛疱疹病毒Ⅰ型Bartha Nu/67株gD基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

用PCR方法从感染牛疱疹病毒Ⅰ型Bartha Nu／67株的MDBK细胞中扩增gD基因,将之克隆到pGEM-T Easy载体。根据对gD基因的结构分析,设计合成3对引物,以获得的克隆质粒为模板,PCR扩增gD胞外域基因,将之分别亚克隆到pGEX-4T-2和pET-32a表达载体中构建成表达质粒pGEX-4T—gDQ、pGEX-4T—gDQB、pGEX-4T—gDHB和pET—gDQ、pET—gDQB、pET—gDHB,利用上述质粒分别转化大肠杆菌BL21和BL21（DE3）,IPTG诱导后SDS—PAGE检测,结果pGEX-4T—gDQ、pGEX-4T—gDQB、pGEX-4T—gDHB和pET—gDQ四个表达质粒出现表达且符合预期大小,Western blot表明表达产物均有抗原性。     

牛冠状病毒N蛋白的原核表达及核酸适配体筛选

[目的]对牛冠状病毒N蛋白进行原核表达,利用指数富集的配基系统进化技术筛选N蛋白的核酸适配体,为该病诊断方法的建立奠定基础.[方法]根据牛冠状病毒基因序列,设计N蛋白编码基因特异性引物,扩增目的基因并通过酶切、连接、转化构建原核表达载体pET-28a-N,优化N蛋白表达条件,镍柱纯化获得高纯度高浓度的N蛋白.利用微孔板法,经过包被、封闭、加文库、洗脱、提取、PCR、胶回收和反筛等步骤从原始核酸适配体文库中筛选出N蛋白特异性适配体,连接T载体转入DH5a感受态细胞后,经菌落PCR鉴定和测序获得与N蛋白特异性结合的适配体序列,测定其结合常数,并利用在线软件预测其二级结构.[结果]成功表达出约55 kD的重组蛋白;经微孔板法筛选出67条适配体序列,其中N-12、N-33和N-45出现多次重复,经测定3条核酸适配体均具有环状、发卡结构,利于与目标蛋白稳定结合.[结论]筛选的3条核酸适配体有望用于牛冠状病毒病早期诊断用酶联适配体方法的建立.     

牛fabp3和fabp4基因真核表达载体的构建 及在小鼠成肌细胞中的表达

【目的】分别构建牛fabp3和fabp4基因真核表达载体,并观察载体转染小鼠成肌细胞后基因的表达以及对内源fabp3和fabp4基因表达的影响,检测肉质性状形成相关基因在转基因细胞中的表达及对内源功能基因的影响。【方法】 以pDsRED质粒为骨架载体,分别将人肌红蛋白启动子与目的基因相连、CMV启动子与红色荧光蛋白报告基因相连构建肌肉特异性表达fabp3基因的载体pDsHF3和表达fabp4基因的载体pDsHF4;用脂质体瞬时转染小鼠成肌细胞,72 h后用2%孕马血清诱导成肌细胞向肌管的分化;利用real-time PCR技术检测转染前后成肌细胞中外源牛fabp3和fabp4基因和内源小鼠fabp3和fabp4基因的表达量。【结果】与对照组相比,小鼠成肌细胞分别转染pDsHF3和pDsHF4表达载体,24 h后外源牛fabp3和fabp4基因均获得高水平的表达,48 h后有所回落;而内源小鼠fabp3和fabp4基因在成肌细胞和诱导分化的肌管细胞中的表达均受到不同程度的影响。【结论】构建的真核表达载体能在成肌细胞中高效表达,外源牛fabp3或fabp4基因的转入能够影响小鼠成肌细胞及肌管中内源fabp3和fabp4基因的表达。     

牛Dgat1基因高GC含量片段的定点突变

将扩增出的1.8 kb目的片段克隆入pUCm-T载体,以构建好的质粒为模板进行突变反应。DpnⅠ酶切反应产物,去除甲基化及半甲基化DNA模板。酶切产物经纯化后转入DH5α感受态细胞,提取质粒测序。结果表明,双核苷酸碱基AA突变为GC,成功得到突变载体。将定点突变试剂盒方法加以改进,完成GC含量高达69.5%模板定点突变,改进后的方法操作简单、经济实用,有效地解决了高GC含量模板难突变难题。     

父源性印记基因在牛早期胚胎中的表达

【目的】研究父源印记基因在牛早期胚胎中的表达模式。【方法】利用Real-time PCR技术,检测Gnas、Grb10和Xist这3个父源性印记基因在牛体外受精（In vitro Fertilization,IVF）和孤雌激活（Parthenogenetic Activation,PA）胚胎各发育阶段的表达情况。【结果】对于IVF和PA两种来源的牛胚胎,Gnas在胚胎各发育阶段的表达没有明显差异;Grb10在2细胞阶段的PA胚胎中的表达量明显高于在IVF胚胎的,但从4细胞阶段到囊胚阶段,Grb10在两种来源的牛胚胎中表达没有明显差异;从2细胞阶段到8细胞阶段,Xist在两种来源的牛胚胎中表达没有明显差异,但从16细胞期开始,Xist在PA胚胎中的表达明显高于IVF胚胎的表达量。【结论】对于牛IVF胚胎和PA胚胎,Gnas、Grb10和Xist从2细胞期到囊胚期都可以检测到表达,但表达模式不同。这3个父源性印记基因在牛胚胎发育过程中可能发挥着重要的作用。     

口蹄疫病毒多抗原基因VP1-VP3-3C在大肠杆菌中的融合表达

应用PCR扩增技术获得1564bp的片段,包含口蹄疫病毒VP1全长基因、VP3部分基因和编码3C裂解酶全长基因,连接到pMD-18T载体上,在获得重组质粒pMD-18T-P13C后,进行序列分析;并成功地构建了重组表达质粒PGEX-KG-P13C,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中,经IPTG诱导表达,收集菌体进行SDS-PAGE电泳。结果表明,P13C基因在大肠杆菌中获得成功表达,其表达产物为分子量83kDa的融合蛋白;能与猪抗FMDV血清发生反应,并为口蹄疫病的诊断及其基因工程疫苗的研究提供了依据。     

牛轮状病毒结构蛋白VP4基因的真核表达

[目的]克隆获得牛轮状病毒VP4全基因,并进行真核表达。[方法]采用RT-PCR技术,从牛轮状病毒总RNA中扩增出VP4基因,将其重组到含有Flag标签的pcDNA3.1(+)载体中,经PCR、酶切和测序鉴定正确后,通过Lipofect2000TM转染293T细胞,细胞增殖后经RT-PCR和Western Blot检测VP4基因的表达。[结果]获得了VP4基因的阳性重组真核表达载体pcDNA3.1(+)-VP4;转染293T细胞后经RT-PCR和Western Blot检测表明,该基因的重组表达载体构建正确,可在293T细胞内瞬时表达。[结论]VP4基因的重组真核表达载体构建成功并可在真核表达细胞内表达,该研究为VP4基因的DNA疫苗的研发及应用奠定了基础。     

鸡新城疫病毒HN基因片段的原核表达及其单抗制备

[目的]研究NDV-HN蛋白抗原表位在动物免疫应答中的作用特点。[方法]根据HN基因和载体pGEX-4T-1的多克隆位点自行设计1对引物,以该实验室保存的重组质粒为模板,进行PCR扩增,再将其所得片段定向插入pGEX-4T-1,构建重组质粒,并对该重组质粒进行鉴定;再将构建的重组质粒在大肠杆菌中表达;最后,鉴定了相应单克隆抗体。[结果]PCR结果表明,得到了与预期结果一致的长度为850 bp的片段;重组质粒鉴定结果表明,成功构建了包含目的基因片段的重组表达质粒pGEX-4T-HN23;重组质粒经原核表达获得大小为57 kD的融合蛋白,免疫Balb/c小鼠试验表明,用免疫鼠脾细胞与骨髓瘤细胞融合,经ELISA筛选和3次亚克隆获得2株稳定传代（可传20代以上）和分泌抗NDV-HN抗体的杂交瘤细胞株。[结论]获得的鸡新城疫病毒HN单克隆抗体,为进一步研究HN在致病过程的作用及特异性诊断提供了重要试验材料。     

鸡新城疫病毒F基因片段的原核表达及其抗F蛋白单克隆抗体的制备

[目的]制备鸡新城疫病毒(NDV)融合蛋白(F)抗原的单克隆抗体。[方法]克隆和表达了NDV-F蛋白基因的部分片段F306,经杂交瘤技术制备了抗F蛋白的单克隆抗体。[结果]首先根据F基因和载体pGEX-4T-1的多克隆位点自行设计了1对引物,以保存的重组质粒为模板,通过PCR扩增获得长度为306 bp的片段,再将其定向插入pGEX-4T-1,构建重组质粒pGEX-4T-1-F306。其次经原核表达获得大小为35.8 kD的融合蛋白,提纯后免疫Balb/c小鼠。最后,用免疫鼠脾细胞与骨髓瘤细胞融合,经ELISA筛选和3次亚克隆获得2株稳定传代和分泌抗NDV-F的抗体的杂交瘤细胞株。连续传代10次后,细胞上清和腹水的抗体效价仍维持在1∶5 124和1∶64 000以上。[结论]获得了2株稳定分泌抗鸡NDV-F抗体的杂交瘤细胞。     

烟草糖基转移酶基因启动子片段B的克隆与诱导表达

利用从烟草中克隆的一个新糖基转移酶(Glucosyitransferase,GTs)基因启动子中具有茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)双重诱导的片段,与GUS(β-glucuronidase)报告基因连接,构建部分启动子片段缺失载体.利用农杆菌介导的叶盘转化法,获得了转基因植株,不同片段载体转基因植株的阳性率为50%～71%.对阳性转基因烟草植株GUS诱导活性的定量分析结果表明,在构建的4个表达载体中,启动子片段BA的基础表达水平非常低,并且不同转基因植株中都存在SA和MeJA双重诱导特征:片段BB和BC基础表达水平较高,不同转基因植株对SA和MeJA的反应不同:对于启动子片段BD,基础表达高于BA片段而低于BB和BC,不同转基因植株GUS活性均受SA诱导.推测在-756～-703之间(BA)存在MeJA和SA双重诱导元件,在-643～-606存在SA的诱导元件.对这些诱导元件的确定,有助于水杨酸和茉莉酸甲酯诱导机理的研究.     

出血性大肠杆菌O157：H7的Tir与stx1／2B融合基因的构建和表达

为了更好防治由出血性大肠杆菌O157：H7引起的疾病,尝试研制基因工程疫苗．其中亚单位疫苗具有很大优势。方法：构建表达tir和stxb的融合基因。将tir基因中间295个氨基酸残基（Tir295）与stxB亚基基因72个氨基酸串联。构建pET28a—stx2b—Tir295-stx1b重组质粒,将其转化于BL21（DE3）,用IPTG进行诱导表达,经SDS--PAGE电沫检测,该融合蛋白获得了高效表达。结果：薄层扫描分析表明,目的蛋白表达量占菌体总蛋白含量的30％左右。结论：由于该融合蛋白由Tir、stx1b和stx2b三部分抗原组成．可刺激机体产生针时转位紧密素受体（Tir）和志贺毒素（stx）的抗体,在EHEC0157亚单位疫苗设计或单克隆抗体抗制备中具有重要价值。     

弓形虫微线体蛋白MIC3基因在大肠杆菌内的高效表达研究

[目的]探讨弓形虫微线体蛋白MIC3基因在大肠杆菌内高效表达的条件。[方法]通过SDS-PAGE分析,研究不同菌液密度、诱导剂IPTG浓度和诱导时间对MIC3基因在大肠杆菌中表达量的影响。[结果]MIC3基因在大肠杆菌中最适表达条件为:菌液密度OD600为0.4,诱导剂IPTG终浓度为0.4mmol/L和诱导时间3.5h。在该条件下表达的融合蛋白经初步分离提纯后,1 L培养液约含融合蛋白143mg,目的蛋白表达量占菌体总蛋白的49%。[结论]该研究为研究和制备弓形虫病的rMIC3诊断试剂奠定了基础。     

O型口蹄疫病毒VP1 T细胞、B细胞表位双拷贝基因与大肠杆菌LTB基因融合表达产物的免疫应答

[目的]为预防口蹄疫与幼畜腹泻、生产安全高效的基因工程联合疫苗提供试验依据。[方法]通过基因工程技术,把O型口蹄疫病毒VP1双拷贝21-40(20aa)与141-160(20aa)表位肽基因——2020VP1与产肠毒素大肠杆菌LTB连接到表达载体上,在大肠杆菌中表达出具有抗O型口蹄疫病毒与产肠毒素大肠杆菌双重作用的融合蛋白。[结果]运用基因工程技术构建了融合表达载体r2020-B-2020。转化宿主菌BL21(DE3)RIL后的表达产物经SDS-PAGE分析,结果显示,重组融合蛋白的分子量约为41 kD,表达量较高。动物实验表明,融合蛋白能够诱发兔体产生较强的抗FMDV中和抗体,免疫豚鼠在低浓度FMDV刺激下产生特异性T淋巴细胞增殖反应,说明融合蛋白可以诱导机体产生有效的抗FMDV细胞及体液免疫反应。融合蛋白能够与霍乱毒素CTB抗体特异结合,免疫雌鼠能够抵抗一定强度的大肠杆菌毒株攻击。[结论]融合蛋白可以同时诱导机体产生较好的抗FMDV及ETEC免疫应答反应,具有开发成为FMDV与ETEC基因工程疫苗的应用价值。     

Genetic Analysis and Molecular Mapping of a Stripe Rust Resistance Gene YrH9014 in Wheat Line H9014-14-4-6-1

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst), is one of the most widespread and destructive wheat diseases in many wheat-growing regions of the world. The winter wheat translocation line H9014-14-4-6-1 has all stage resistance. To identify stripe rust resistance genes, the segregating populations were developed from the cross between H9014-14-4-6-1 and Mingxian 169 (a wheat cultivar susceptible to all Pst races identified in China). The seedlings of the parents and F 1 plants, F2 , F3 and BC 1 generations were tested with Pst races under controlled greenhouse conditions. Two genes for resistance to stripe rust were identified, one dominant gene conferred resistance to SUN11-4, temporarily designated YrH9014 and the other recessive gene conferred resistance to CYR33. The bulked segregant analysis and simple sequence repeat (SSR) markers were used to identify polymorphic markers associated with YrH9014. Seven polymorphic SSR markers were used to genotype the F2 population inoculated with SUN11-4. A linkage map was constructed according to the genotypes of seven SSR markers and resistance gene. The molecular map spanned 24.3 cM, and the genetic distance of the two closest markers Xbarc13 and Xbarc55 to gene locus was 1.4 and 3.6 cM, respectively. Based on the position of SSR marker, the resistance gene YrH9014 was located on chromosome arm 2BS. Amplification of a set of nulli-tetrasomic Chinese Spring lines with SSR marker Xbarc13 indicated that YrH9014 was located on chromosome 2B. Based on chromosomal location, the reaction patterns and pedigree analysis, YrH9014 should be a novel resistance gene to stripe rust. This new gene and flanking markers got from this study should be useful for marker-assisted selection (MAS) in breeding programs for stripe rust.     

Transferring a Gene Expression Cassette Lacking the Vector Backbone Sequences of the 1Ax1 High Molecular Weight Glutenin Subunit into Two Chinese Hexaploid Wheat Genotypes

1Ax1 high molecular weight glutenin subunit （HMW-GS） gene expression cassette （GEC） lacking vector backbone sequences together with selectable marker Bar GEC were co-transformed into Chinese hexaploid cultivars Een 1 and Emai 12 to test the feasibility and the efficiency of explant regeneration, transformation frequency and transgene expression comparing with whole vector transformation by the approaches of plasmid extraction and excision, immature embryo isolation, particle co-bombardment, tissue culture, DNA extraction, PCR amplification, southern hybridization, leaf-painting test and SDS-PAGE etc. No significant difference was shown in tissue culture response of the proportion of embryogenic calli, somatic embryogenesis and regeneration frequency between GEC and whole plasmid bombarded embryos, but both regenerated less well than non-bombarded control. Total 56 plantlets that survived PPT selection had insertion of at least the Bar gene, 18 were from the GEC treatment and 38 from the whole plasmid treatment, the escape ratio averaged 0.23. Six independent transplants f230 - f235 with GEC transformation from genotype Emai 12 presented clear PCR amplification bands of Bar and 1Ax1 gene. The transformation and co-transformation frequency were 3.51 and 100% respectively. PCR amplification using a primer-pair specific for ampicillin resistant gene indicated the existence of Amp^R gene in whole vectors but the removal in GECs and transplants. Southern blot of total DNA and PCR products from transgenic plants of 1Ax1 GEC confirmed the integration of the transgene 1Ax1 and the absence of the EcoR Ⅰ recognition site at both ends of the 1Ax1 GEC when integrated. SDS-PAGE showed the expression of 1Ax1 GEC and un-expression of whole plasmid. The length of integrated fragment, the proportion of the gene of interest （GOI） and the selectable marker （MG）, bombardment pressure and genotypes are vital for the expression of a transformed GEC.     

乳酸乳球菌NICE系统食品级分泌表达载体pRNV48的构建及铜绿假单胞菌融合外膜蛋白的表达

乳酸菌NICE系统是目前较理想的可控制蛋白质生产的食品级诱导表达系统,而乳酸菌分泌表达异源蛋白比细胞质表达更优越。本研究将以pVE5524为模板PCR扩增的1.5 kbSPUsp45-NucA-CWAM6-t1t2基因克隆到食品级细胞内诱导表达载体pRNA48上,构建成食品级细胞壁锚定表达载体pRNV48,与宿主菌L.lactisNZ9000共同构成乳酸乳球菌食品级细胞壁锚定诱导表达系统。为检测该系统的功能,将铜绿假单胞菌融合外膜蛋白基因OprF/H克隆进pRNV48中,并检测了OprF/H的表达量和免疫原性。