禽呼肠孤病毒分子生物学研究进展

本文就十几年来有关呼肠孤病毒的特性、基因组、基因重组、病毒蛋白、诊断方法等分子生物学的研究进行了综述,并指出了禽呼肠孤病毒分子生物学研究中存在的问题,及进一步研究的方向。     

禽流感病毒H5亚型金标快速诊断技术方法的建立及试剂盒研制

应用纯化禽流感病毒(AIV)H5抗原免疫Balb/c小鼠,得到2株配对良好的抗AIV H5单抗;采用金标免疫层析法制备AIV H5亚型金标快速诊断试剂盒,并对试剂盒性能进行评价.实验结果表明,AIV-H5金标试剂盒与AIV H5以外其它亚型及其它禽类病毒不发生交叉反应,其灵敏度达1/27,稳定性良好:试剂盒检测人工感染AIV H5的鸡脏器组织,结果除心脏、泄殖腔拭子和喉拭子外,其余脏器均呈阳性,与鸡胚病毒分离培养结果相符;田间试验结果与荧光RT-PCR试剂盒检测符合率达100%.     

禽流感病毒、新城疫病毒、猪瘟病毒和口蹄疫病毒多联RT-PCR诊断技术的建立

选择禽流感病毒(AIV)、新城疫病毒（NDV)、猪瘟病毒(CSFV)和口蹄疫病毒(FMDV)基因组序列高保守区，按照多联PCR引物的设计要求，利用DNAsis计算机软件设计并合成了4对特异性扩增引物，扩增片段大小分别为470、320、200和140bp。以AIV、NDV、CSFV和FMDV的培养物提取RNA并反转录，进行RT-PCR特异性扩增。结果表明，各单项RT-PCR扩增产物与设计的4对引物之间的序列大小一致。在分别建立了各病毒单项RT-PCR及AIV与NDV、CSFV与FMDV二联RT-PCR的基础上，进一步优化各种多联PCR扩增条件，成功建立了上述4种病毒的四联RT-PCR技术。经特异性和灵敏度实验证明，本方法具有高度的特异性和灵敏性，其灵敏度为10pg总RNA。在3h内即可完成样品的检测。     

禽流感病毒研究概述

禽流感病毒（avian influenza virus,AIV）可引起禽类的呼吸器官或全身性感染。高致病性禽流感病毒可以直接感染禽类,偶尔也能直接或间接感染人类。禽流感的流行会严重影响畜牧业发展和国际进出口贸易。低致病性禽流感病毒可以经基因突变或基因重配转变成高致病性禽流感病毒。高致病性禽流感病毒是在人群中引发流感的一个潜在危险因素,并会严重地威胁人类健康。因此对禽流感病毒的检测和监测以及对其药物的研发和疫苗的研制,已成为世界各国政府及卫生防疫部门日益关注和积极着手解决的重大问题之一。本文将扼要介绍禽流感病毒的研究现状。     

表达禽流感病毒核蛋白重组噬菌体的构建

摘要：利用PCR技术，扩增去除部分序列、长度为1320 bp、编码440个氨基酸的禽流感病毒(AIV)NP基因片段，将其克隆至pR质粒的T4噬菌体SOC基因C末端获得重组质粒pR-NP，以此重组载体转化大肠杆菌E2，用溶菌酶缺陷噬菌体T4-Z1感染重组E2菌，重组载体与缺陷噬菌体T4-Z1基因发生同源重组，将NP基因整合到噬菌体基因组中，用PCR方法筛选重组噬菌体并命名为T4-Z1-NP。经Western blot检测证实，T4-Z1-NP表达的NP融合蛋白具有免疫学活性。成功构建了表达禽流感病毒核蛋白的重组噬菌体。     

两株H3N8亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性

H3N8亚型流感病毒宿主范围广泛,除了可以感染野鸟和家禽外,还可以感染多种哺乳动物,并且H3N8亚型流感病毒跨物种传播的现象也时有发生,对养殖业和人类生命健康都具有重要威胁.为了解H3N8亚型禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)的生物学特性,本研究对2013年贵州省分离的两株H3N8亚型AIV(A/duck/Guizhou/S 1092/2013(H3N8)(简称DK/GZ/S1092/2013)和A/duck/Guizhou/S1145/2013(H3N8)(简称DK/GZ/S1145/2013))进行了遗传演化分析、小鼠(Mus musculus)感染性实验和受体结合特异性实验.遗传演化分析结果表明,这两株病毒具有明显的遗传多样性,除了血凝素(hemagglutinin,HA)基因位于同一个进化分支外,其他7个基因片段均具有不同起源.感染性实验结果表明,这两株病毒不需要提前适应就可以在小鼠的肺脏和鼻甲内有效复制,对小鼠呈现低致病性,小鼠感染病毒后未出现明显临床症状,目.DK/GZ/S1092/2013仅引起小鼠的体重下降1.8％,DK/GZ/S 1145/2013仅引起小鼠的体重下降0.8％.受体结合特异性分析结果表明,这两株病毒同时具有结合禽源唾液酸(sialic acid,SA) α2,3-Gal受体和人源SA α2,6-Gal受体的能力,具有感染人类的潜在风险.本研究通过对两株H3N8亚型AIV的生物学特性进行系统分析,发现H3N8亚型AIV具有感染哺乳动物的潜在风险.研究结果对于H3N8亚型AIV的综合防控具有重要的指导意义.     

禽流感病毒快速检测中的纳米磁珠分离器设计及试验

为实现禽流感病毒快速检测中的纳米级免疫磁珠分离,该文设计了一种便携式环形六孔纳米磁珠分离器,通过瓦型钕铁硼永磁体的合理布局,采用高导磁率的坡莫合金制作导磁片并贴合离心试管外壁锥度,实现了满足试验要求的6个局部强磁场区域,实测分离器分离空间磁感应强度达1166.2 mT,最大磁场梯度达152.7 T/m。为考核磁分离器分离效率,分别开展了多点磁感应强度测量、磁珠分离效率初步观察、透射电镜辅助观察等定性试验,并从定性和定量角度分别采用灭活的禽流感H5N1病毒和大肠杆菌E.coli O157:H7,结合Dot-ELISA和平板菌落计数方法进行了30、100和180 nm磁珠分离效率考核试验。试验结果表明:对于30、100和180 nm磁珠,当分离时间分别大于等于60min、60和40s时,磁珠分离器对3种磁珠捕获效率均在96.5%以上,分离上清液中均无残留磁珠,磁分离系统稳定可靠。     

植物激素乙烯的分子生物学研究进展

本文对植物激素乙烯的生物合成、乙烯传导信导途径、乙烯反应作用机制等方面的分子生物学进行了评棕。     

PCR技术新应用与水产分子生物学研究

本文简述了ＰＣＲ及其新衍生技术（ＤＤＲＴ－ＰＣＲ,ＡＰ－ＰＣＲ,ＡＦＬＰ－ＰＣＲ,ＩＳ－ＰＣＲ）的原理,特点及其在水产分子生物学研究中的应用展望。     

H5亚型禽流感病毒HA基因的克隆、表达及其生物学活性的初步分析

参考GenBank上发表的H5亚型禽流感病毒（Avianinfluenza virus,AIV）血凝素（HA）基因序列设计引物,经RT-PCR扩增HA基因的HA1片段,再将其克隆到原核表达载体PET-28a中,用大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）原核表达,SDS-PAGE和Western blot对表达蛋白进行鉴定.Western blot结果表明,表达蛋白能与H5亚型AIV单特异性血清特异性反应.交叉反应试验表明,此蛋白具有良好的抗原性,可被H5亚型AIV抗体特异性识别且无交叉反应.用变性纯化后的蛋白建立了对AIV抗体检测的间接ELISA,并对236份鸡血清样本进行了实验室检测.检测结果与血凝抑制试验检测结果符合率达到100%.综合研究表明,表达蛋白具有良好抗原性.     

H9亚型禽流感病毒环介导等温扩增检测方法的建立与荧光指示剂的应用

利用反转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP),建立了一种特异、灵敏、便捷的H9亚型禽流感病毒(H9subtype of avian influenza virus,H9-AIV)的检测方法。该方法使用了对应于H9亚型禽流感病毒血凝素(hemagglutinin HA)基因的8个不同区域的6条特异引物,在63℃的等温条件下反应,最低可检测到103拷贝的目的基因重组质粒片段,较RT-PCR方法敏感10倍。通过对15种H亚型禽流感病毒、新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)、传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)的检测表明,该方法具有良好的特异性。在反应体系中使用钙黄绿素与Mn2+的混合溶液作为荧光指示剂可以用于RT-LAMP结果判定,并且其判断结果与浊度判断结果一致。对109份禽咽喉拭子及泄殖腔拭子临床样品进行检测,RT-LAMP与RT-PCR检出阳性样本数分别为61份和46份,表明RT-LAMP方法阳性检出率高于RT-PCR。     

流感复合多表位疫苗的设计及小鼠免疫研究

鉴于目前出现了多种亚型禽流感病毒共存的局面,研究多价流感疫苗具有重要意义。根据各表位的免疫学特性,结合分子生物学信息软件的模拟功能,以H 3、H 9亚型流感病毒的HA抗原表位、流感病毒的其他主要抗原(NP、NA、M)表位的基因为基础,再附以K ozak序列和适当的酶切位点,设计并合成大小为765 bp的复合多表位基因盒-Ep。i将Ep i基因克隆入真核表达载体pIRES1neo中,构建DNA重组体pIR-Ep i;将H 7HA、Ep、iH 5HA基因以融合表达方式克隆到pIRES1neo中,构建了DNA重组体pIRE-H 57-Ep。i以上述构建的DNA重组体与鸡痘病毒重组株对BALB/c小鼠进行免疫接种后,检测体液与细胞免疫指标。研究结果表明,流感病毒复合多表位DNA重组体pIRE-H 57-Ep、ipIRE-Ep i免疫组小鼠均能产生针对H 3亚型流感病毒的特异性抗体,抗体效价(1∶1 600~1∶6 400)低于灭活疫苗免疫组(1∶12 800),但均高于其他对照免疫组(P<0.01)。pIRE-H 57-Ep i免疫组抗H 5、H 7 HA抗体效价分别为1∶12 800和1∶6 400,均高于其他免疫组(P<0.05)。pIRE-Ep i免疫组抗H 5、H 7HA抗体效价(1∶200,1∶100)较低,与其他对照免疫组差异不显著。pIRE-H 57-Ep i与pIRE-Ep i免疫组抗H 9亚型A IV的HA抗体效价(1∶6 400,1∶3 200)明显高于其他免疫组(P<0.05)。与PBS对照组及空质粒pIRES1neo对照组比较,用所构建的重组体免疫的各试验组小鼠的T淋巴细胞亚类CD 4 和CD 8 的数量显著提高(P<0.05)。pIRE-H 57-Ep i与pIRE-Ep i试验组的CD 4 与CD 8 淋巴细胞的数量较灭活苗显著增多(P<0.05),而各重组体免疫组之间差异不显著。此外,所有组的CD 4 /CD 8 比值均稳定在1.5~2.0,表明无异常免疫应答出现。EL ISPOT检测小鼠脾淋巴细胞分泌IFNγ-斑点数实验结果表明,pIRE-H 57-Ep、ipIRE-Ep i试验组的IFNγ-斑点数量(>70)比灭活苗(<40)显著增多(P<0.05),而各重组体免疫组之间差异不显著。上述结果说明,所构建的DNA重组体有良好的免疫原性,为最终获得能同时预防多种亚型流感病毒的多价疫苗奠定了基础。     

基于音频特征和模糊神经网络的禽流感病鸡检测

为了能在早期发现禽流感并进行预防,该文提出了一种基于音频特征和模糊神经网络的禽流感病鸡检测方法。依据获取的家禽音频和环境及其他噪声的谱熵差别大的特点,在复杂环境中分析并提取出鸡声,丢弃非鸡声段,对提取的鸡声进行分析及处理,计算短时过零率、短时能量以及短时过零率与短时能量混合特征,用作判别患禽流感的病鸡和健康鸡的依据。利用T-S模糊神经网络,对提取出来的家禽音频特征进行训练和识别,试验表明隶属度函数为钟形函数、隶属度个数为2时模糊神经网络对试验提取的3个鸡声特征组成的3组测试集的敏感性分别为75.47%、80.39%和76.92%,特异性分别为80.85%、79.59%和72.92%,正确识别率分别为78%、80%和75%。该研究为规模化家禽养殖场及大型家禽流通市场的禽流感病禽识别提供一套快速、高效检测方法。     

反硝化微生物分子生态学技术及相关研究进展

反硝化是微生物以氮氧化物作为电子受体产生能量的过程。由微生物推动的反硝化使地球生物圈中被固定的氮素重新回到大气中去,从而实现整个自然界的氮素循环。反硝化作用与人类的生产、生活密切相关,它能使江河湖海脱除氮素富营养化而得以净化,也能使农田氮肥反硝化流失造成重大经济损失。多年来,基于培养技术的传统微生物研究方法很难了解环境中的反硝化微生物,因为人们目前能够培养的微生物不足环境微生物总量的3%。近年来,分子生物学和现代生物技术的迅猛发展极大地推动了环境微生物学的发展,人们可以直接提取环境DNA、通过分子标记和多种技术研究环境微生物。本文综述了环境反硝化微生物的分子生态学研究技术及国内外相关领域的研究进展。     

禽流感病毒B类等位基因NS1蛋白的原核表达、纯化及热稳定性分析

A型流感病毒的非结构蛋白基因(non-structural protein,NS)在进化上可以分为等位基因A和B,两者之间同源性低于70％;NS1是流感病毒对抗宿主免疫系统的主要毒力因子之一.本研究在序列比对分析的基础上,表达、纯化了本实验室保存的4株B类等位基因禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV) (A/duck/Hunan/S1256/12(H3N8),A/environment/Hunan/S4484/11(H12N7),A/duck/Guangdong/07/00(H5N1)和A/duck/Shanghai/08/01 (H5N1))的NS1蛋白,并对其进行稳定性分析.首先从感染的鸡胚尿囊液中提取病毒总RNA,利用特异引物Uni12反转录获得cDNA,以其为模板PCR扩增得到NS1全长片段,利用BamH Ⅰ和NotⅠ双酶切将其定向插入pGEX6P-1载体,大肠杆菌(Escherichia coli)BL21菌株中诱导表达.该蛋白在纯化过程中稳定性差,沉淀析出.为此,进一步构建NS1蛋白截短突变体(1M-202A,R38A/K41A),并在BL21菌株中诱导表达,经过GE health Glutathione sepharose 4B亲和层析、Source Q阳离子交换柱层析和Hitrap Superdex75分子筛凝胶层析逐步纯化,然后进行SDS-PAGE凝胶纯度分析,并测定OD320,进行蛋白热稳定性分析.结果表明,经进化分析,4株病毒均属于禽流感病毒B类等位基因群,4株病毒NS1蛋白经过全长野生型、全长突变体及截短突变体的逐步优化表达,截短突变体NS1蛋白表达质量相对较高,最终经过逐步纯化获得纯度达到90％以上的蛋白样品,且4株病毒中A/duck/Hunan/S 1256/12(H3N8)NS1蛋白的稳定性最好.研究结果为进一步研究其分子结构与功能提供了基础资料.     

应用PCR及核苷酸序列分析技术对广西鸡传染性支气管炎病毒进行分子流行病学研究

应用RT-PCR对9个传染性支气管炎病毒(in fection broch itis v irus,IBV)广西分离株的S1基因高变区Ⅰ(HVRⅠ)进行扩增和序列测定及分析,并用DNA star软件将这些分离毒株与我国常用疫苗毒株、国际上其它血清型的代表参考毒株分别进行核苷酸和氨基酸系统发生进化关系分析。核苷酸与氨基酸序列分析结果表明,这9个广西分离毒株可形成两个分支:第一分支与弱毒疫苗株H 120、H 52、M a5和参考株M 41、B eaudette的亲缘关系比较近,第二分支与疫苗株H 120、H 52、M a5的亲缘关系比较远。研究结果提示,广西养鸡业现场流行的IBV毒株已经发生了变异,实际免疫中要根据流行毒株的特性来生产和选择合适的疫苗。     

黄土高原水土保持分子生物学与生物技术措施

在概述水土保持研究主要成就的基础上，重点从分子生物学与生物技术角度来阐明黄土高原水土保持研究的策略与新思路。利用生物措施中的植被进行黄土高原的水土保持工程与生态环境改良有着明确的目的性与可控制的操作性。从分子生物学与生物技术角度进行黄土高原的水土保持研究与生态环境改良，目前还有很多问题需要深入研究，但是相关的农业、林业、园艺、医药业等实验结果与取得的经济社会效益说明其思路是可行的，并且在本世纪内必将得到认可。深信从内因入手考虑黄土高原水土保持研究是根治问题的关键。