提高表达分选酶A的猪链球菌突变株的构建及初步评价

为了提高猪链球菌(Streptococcus suis,SS)05ZYH33菌株中分选酶A(Srt A)的表达量,本研究利用同源重组技术,将强启动子P_(eno)、Srt A基因与红霉素抗性基因融合并转化05ZYH33野生菌株(05ZYH33-WT),构建SS Srt A提高表达的突变株05ZYH33-srt A~e,并对05ZYH33-srt A~e突变株和05ZYH33-WT进行生长特性分析和Srt A蛋白的western blot检测;进一步构建SS Srt A基因缺失株05ZYH33-srt A~Δ作为对照,通过检测05ZYH33-WT、05ZYH33-srt A~e和05ZYH33-srt A~Δ菌株表面蛋白SSU05_0630的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性,初步评价Srt A的提高表达在SS表面蛋白锚定中的作用。Western blot结果显示,正确构建了SS Srt A提高表达的突变株05ZYH33-srt A~e,且该菌株的生长速度和05ZYH33-WT基本相同,但Srt A的表达量却提高了2.4倍。菌株表面蛋白SSU05_0630的NAG活性检测结果显示,05ZYH33-srt A~Δ菌株的NAG活性和本实验室前期构建的SSU05_0630基因缺失株ssu05_0630~Δ相同,检测不到SSU05_0630蛋白的NAG活性,表明SSU05_0630蛋白是Srt A的底物,通过Srt A锚定到SS的表面。05ZYH33-srt A~e和05ZYH33-WT菌株表面蛋白SSU05_0630的NAG活性无明显差异,即Srt A表达量的提高并没有提高SSU05_0630蛋白在SS表面的锚定量。本研究首次构建了提高SS Srt A表达量的突变株,并对Srt A表达量的提高是否对SS表面蛋白锚定产生影响进行了初步探究,为进一步研究Srt A表达量的提高对SS其他表面蛋白锚定量的影响,以及优化SS表面蛋白展示系统奠定了基础。     

利用信息肽诱导和Cre/LoxP系统构建猪链球菌基因缺失株

为建立一种高效的猪链球菌(Streptococcus suis)基因缺失方法,本研究利用信息肽诱导DNA片段转化和Cre/LoxP系统去除抗性基因这两种技术,通过在S.suis 05ZYH33的ssu05_1921基因上、下游片段和壮观霉素抗性基因(spc)片段之间引入LoxP位点,采用信息肽GE9诱导构建的DNA片段转化S.suis并发生重组,经抗性筛选快速获得spc替代ssu05_1921基因的缺失株;进一步引入pSET6s/P_tufA-cre质粒表达Cre重组酶作用于LoxP位点,去除spc基因,产生无痕ssu05_1921基因缺失株,经测序和RT-PCR验证缺失正确。本研究建立的该方法简单、快捷、阳性率高,为构建S.suis基因缺失株、研究S.suis致病机制提供了新的选择。     

2型猪链球菌SsU05-0474的表达纯化及单克隆抗体制备

为了鉴定2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,Ss2)菌毛骨架蛋白Ss U05-0474(本文中简称SsMps)在菌体中的位置和存在形式,本研究以2型猪链球菌05ZYH33菌株基因组作为模板,PCR扩增菌毛骨架蛋白基因Ss U05-0474,将其克隆至表达载体pET22b,构建重组质粒pET22b/SsMps,转化至E.coli BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达SsMps蛋白,并通过亲和层析纯化。纯化的SsMps蛋白免疫BALB/c雌鼠,利用细胞融合筛选制备该重组蛋白的单克隆抗体。结果显示,SsMps蛋白在大肠杆菌中以可溶形式表达,分子质量大小为45 k Da。每升大肠杆菌培养物可获得SsMps重组蛋白约30 mg,纯度大于95%。获得了1株该重组蛋白的单克隆抗体1D9,抗体亚型为IgG1/κ。通过单抗1D9与05ZYH33菌体蛋白组分Western blot,发现该抗体能够特异识别SsMps,并定位出SsMps大部分存在于细胞壁蛋白成分中,呈不同聚体存在。本研究制备的SsMps纯化蛋白及其单克隆抗体为研究SsMps蛋白的功能提供了工具。     

猪链球菌2型05ZYH33菌株启动子的筛选和鉴定

为了筛选和鉴定用于猪链球菌(S.suis)致病因子和致病机制研究的启动子,本研究通过质谱鉴定了来自S.suis2型05ZYH33菌株的5个高丰度蛋白质,并通过其驱动GFP蛋白和甘露糖苷酶SSU05_1921的表达水平,评估了这5个蛋白相应的基因启动子的强弱。结果显示,这5种蛋白质分别为SSU05_0177、SSU05_0530、SSU05_1503、SSU05_1815和SSU05_1868,相应的5个启动子P0177、P0530、P1503、P1815和P1868均能够有效驱动GFP在E.coli和S.suis中的高水平表达,但是P1815、P0177和P1868不能驱动SSU05_1921在S.suis中的表达。P0530和P1503能够驱动SSU05_1921在S.suis中的表达,并且P1503启动子驱动GFP和SSU05_1921的表达水平均比P0530启动子驱动的高两倍以上。因此,P0530和P1503是S.suis的强启动子,并且P1503更强于P0530。这在高水平表达GFP用于标记菌体,以及构建无启动子基因的回复突变菌株中发挥关键作用,在S.suis遗传操作中具有很好的应用前景。     

猪链球菌2型sortase蛋白缺失株的构建及其毒力分析

为了研究对猪链球菌2型致病力的影响,试验构建srtA基因缺失株,体外观察突变株05ZYH33△srtA的基本生物学性状,并以猪为动物模型检测突变株05ZYH33ΔsrtA的毒力。结果表明:成功构建了srtA基因缺失株,突变株生物学性状无明显改变,毒力相对于亲本株有所下降。说明了srtA基因对菌株的生物学性状无明显影响,可能是猪链球菌2型潜在毒力因子。     

猪链球菌2型新毒力相关基因lin0523的克隆表达及生物信息学分析

lin0523是新鉴定出的猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)毒力相关基因.利用PCR方法扩增SS2野生强毒菌株ZY458的lin0523基因,并克隆到pMD18-T载体上.经限制性内切酶EcoR Ⅰ、Pst Ⅰ双酶切后,将目的基因与大肠杆菌表达载体pMAL-p2x连接,构建重组表达载体pMAL-p2x::lin0523,并将其转化至宿主菌TB1中.经IPTG诱导后,表达出约为90 000的重组蛋白MBP-lin0523,目的蛋白主要以包涵体形式存在.应用同源性比对、信号肽预测、跨膜区预测及蛋白亚细胞定位等生物信息学方法对目的蛋白进行分析表明,lin0523蛋白与SS2 05ZYH33的限制性核酸内切酶S亚基100%同源,可能含有信号肽并存在于细胞外;这些结果表明lin0523蛋白可能是一种分泌性蛋白.     

猪链球菌2型Ⅲ型溶血素的研究

为了探讨猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)的Ⅲ型溶血素是否具有溶血活性以及Ⅲ型溶血素在SS2致病过程中的作用,本研究利用同源重组基因敲除法成功构建了SS205ZY的Ⅲ型溶血素(slyrp)基因缺失突变菌株△slyrp及双基因缺失突变菌株△sly/△slyrp,并比较了野生菌株和基因缺失突变菌株的溶血能力以及对小鼠的致病力.结果表明,slyrp基因敲除后可导致SS2裂解红细胞的能力有所下降,而双基因缺失突变菌株△sly/△slyrp的溶血能力完全丧失;slyrp基因敲除后对小鼠的致病力没有影响.结果提示猪链球菌2型Ⅲ型溶血素具有一定的溶血能力,该Ⅲ型溶血素在SS2感染过程中,对溶血素(sly)起协同作用,不是SS2主要的毒力相关基因.     

猪链球菌2型srtA基因缺失菌株的构建及生物学特性

扩增了srtA基因的上、下游同源臂P1和P2及其全长序列,利用温度敏感型"自杀性"质粒pSET4s构建了重组质粒pSET4s-P1-P2,并将该质粒电转化入野生菌株SS2(SC21)中,通过抗生素和温度双重筛选,得到srtA基因缺失菌株,命名SC211.同时,将srtA基因定向插入穿梭质粒pAT18,构建穿梭质粒pAT18-srtA,并将该质粒电转入srtA基因缺失菌株SC211中,通过抗生素筛选,得到质粒介导的srtA基因互补菌株SC212.通过PCR、South-ern blotting等对缺失突变菌株和互补菌株进行了鉴定.对基因缺失突变菌株和回复菌株传代培养遗传稳定性试验结果显示,缺失突变菌株和互补菌株能够稳定遗传.比较了基因缺失突变菌株、互补菌株及野生菌株的生长特性、溶血活性、细胞粘附特性,结果表明,3个菌株的生长速度、溶血活性没有明显差异.基因缺失后SS2对Hep2细胞的粘附能力明显下降,只有野毒菌株的49%,互补菌株粘附能力几乎达到野毒菌株的水平,是野毒菌株的89%.CD1小鼠毒力试验结果显示,srtA基因缺失株SC211的LD_(50)(4.93×10~7)约为野毒菌株SC21的LD_(50)(8.21×10~6)的6倍,质粒介导的互补菌株SC212的LD_(50)(1.43×10~7)是野生菌株SC21的1.7倍,接近野毒菌株的水平,说明srtA基因缺失后SS2毒力显著下降.     

高表达GFP-PBP1b融合蛋白的猪链球菌菌株的构建及PBP1b蛋白细胞定位的研究

为鉴定猪链球菌(Streptococcus suis) A型青霉素结合蛋白PBP1b在S.suis中的细胞定位,本研究经PCR扩增S.suis pbp1b基因融合位点上下游序列UP和DN、强启动子P_eno基因片段及绿色荧光蛋白(GFP) gfp基因片段,再通过重叠延伸PCR扩增构建融合片段UP-P_eno-GFP-DN。利用同源重组的方法将UP-P_eno-GFP-DN转化含反向筛选标记的PSS-pbp1b中间菌株,经含7%蔗糖的TSAS平板筛选,挑单菌落进行PCR及测序鉴定。PCR及测序鉴定结果显示,获得的重组菌株中P_eno-gfp片段替换了PSS-pbp1b中的PSS片段,表明融合强启动子P_eno、GFP及PBP1b (GFP-PBP1b)的重组菌株P-GFP-pbp1b正确构建。以S.suis 05ZYH33株和本实验室前期构建的GFP-pbp1b为对照,培养P-GFP-pbp1b菌株并测定OD_600nm值,绘制各菌株的生长曲线;采用western bl...     

猪链球菌4型GalR蛋白的生物信息学分析及原核表达

试验旨在了解猪链球菌4型（Streptococcus suis serotype 4，SS4）转录调控因子GalR蛋白生物学信息并对其进行原核表达。使用相关生物信息学分析网站对SS4 SH1510菌株GalR蛋白进行序列同源性和功能结构域检索，并对信号肽、跨膜区和等电点进行预测；同时，对SS4 SH1510菌株GalR基因进行扩增、原核表达、纯化，并用SDS-PAGE分析重组蛋白的可溶性，用Western blotting鉴定重组蛋白的反应原性。氨基酸序列比对显示，SH1510菌株GalR蛋白与变形链球菌、无乳链球菌、绿脓杆菌、马链球菌兽疫亚种、肺炎链球菌、口腔链球菌及李斯特菌的GalR家族蛋白的氨基酸序列分别具有57%、56%、55%、55%、52%、52%和49%的同源性；结构域检索发现GalR蛋白N-末端具有螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）基序的小DNA结合结构域，C-末端具有Ⅰ型周质结合蛋白折叠的调节配体结合域，在这两个功能结构域的中间含有一个约18-氨基酸的连接子；GalR蛋白无信号肽，无跨膜区，等电点为5.10。SDS-PAGE分析显示，GalR蛋白绝大部分表达在上清，分子质量为56 ku；Western blotting鉴定结果显示，His单克隆抗体和粗制SS4多克隆抗体兔血清能特异性识别可溶性GalR蛋白。本研究对GalR蛋白进行了生物信息学分析并成功地表达和纯化了GalR蛋白，为进一步研究GalR蛋白在SS4中的作用奠定了基础。     

副结核分枝杆菌MAP1068胞外蛋白酶的特性研究

为研究副结核分枝杆菌(MAP)1068蛋白的特性,本研究以MAP参考株K10基因组为模板,PCR扩增其map1068基因,构建p ET28a-map1068重组载体,将其转化BL21后诱导表达并纯化MAP1068蛋白。利用纯化的重组蛋白免疫(100μg/只/0.1 m L)小鼠制备多克隆抗体,应用该抗体对MAP1068蛋白进行亚细胞定位。以酪蛋白为底物测定MAP1068蛋白的酶活性。结果显示,MAP1068蛋白以包涵体形式表达;经变性、复性、亲和层析纯化后获得目的蛋白;将该蛋白免疫小鼠后其血清抗体效价可达1∶204 800;该蛋白主要定位于MAP细胞壁,可降解酪蛋白,为胞外蛋白酶。本实验为进一步研究MAP的致病机制奠定了基础。     

人工感染鸭源新城疫病毒对绍鸭β-防御素和细胞因子基因表达的影响

试验旨在探讨人工感染鸭源新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)对绍鸭β-防御素(avianβ-defensins,AvBDs)和细胞因子基因表达的影响。选用45只20日龄SPF绍鸭,随机分为攻毒组(27只)和对照组(18只),攻毒组采用滴鼻点眼的途径(108.38 EID50)接种鸭源NDV强毒株(Md/CH/LGD/1/2005),对照组接种磷酸盐缓冲液。在攻毒后24和48h,从对照组及攻毒组各随机取6只鸭屠宰,分别采集肾脏、肺脏、气管、腺胃、骨髓、脾脏、盲肠扁桃体、哈德氏腺、法氏囊9个组织,运用实时荧光定量PCR法检测组织样品中9种AvBDs和细胞因子的表达量;剩余鸭每天持续观察,每隔4d采血1次,直至24d,检测血清抗体水平;于攻毒后24、48、72和120h采集咽喉及泄殖腔拭子,以确定排毒周期。结果表明,感染该NDV毒株后,鸭没有临床发病症状和死亡情况发生;感染后鸭排毒开始于攻毒后第1天,到第5天停止,在攻毒组咽喉及泄殖腔拭子中均检测到NDV。抗体水平检测结果显示,该NDV能够诱导鸭体内产生抗NDV特异抗体。实时荧光定量PCR结果发现,与对照组相比,感染后24h,部分鸭组织中AvBD1、AvBD2、AvBD5、AvBD6、AvBD9和AvBD16表达量均显著升高(P<0.05);感染后48h,AvBD1和AvBD6在部分鸭组织中表达量均显著上调(P<0.05);感染后48h法氏囊中白细胞介素6(IL-6)和脾脏中干扰素γ(IFN-γ)的表达量明显低于感染后24h的表达量。综上所述,该鸭源NDV毒株感染可诱导绍鸭体内在早期产生天然免疫反应,这些反应可能与病毒在机体内复制有关。     

嵌合猫杯状病毒F9株感染性克隆的构建及病毒拯救

为构建猫杯状病毒(FCV)弱毒株F9的感染性克隆,本研究利经PCR分段扩增了FCV各基因片段,并拼接出FCVF9全基因组序列。经测序显示,其1823位多出一个碱基造成该序列存在移码突变,经替换为pOK-2280(已构建出的FCV强毒株的感染性克隆)相应序列并对差异氨基酸逐个突变,最终获得嵌合FCVF9全基因组的重组质粒pOK-F9H。将线性化的pOK-F9H体外转录,获得的加帽RNA转染F81细胞,得到了拯救病毒rFCVF9。经过对拯救病毒与亲本病毒的蚀斑形成能力、CPE形成能力和多步生长曲线分析,结果显示rFCVF9与亲本株在复制能力和体外生长能力方面基本一致,表明构建了嵌合FCVF9株的感染性克隆并拯救出重组病毒。本研究构建的嵌合FCVF9株感染性克隆可以为FCV的基因功能研究以及新型FCV疫苗的研发奠定基础。     

美洲型猪繁殖与呼吸综合征病毒GP4蛋白中和活性单克隆抗体制备及其抗原表位鉴定

为制备具有中和活性的抗猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的单克隆抗体(MAb)并鉴定其抗原表位,本研究利用PRRSVSD53株的超离病毒作为免疫原,按常规方法免疫BALB/c小鼠并进行细胞融合。采用PRRSVSD53株和真核表达的PRRSV各结构蛋白作为检测抗原,应用间接免疫荧光试验(IFA)筛选到一株稳定分泌抗SD53株GP4蛋白的杂交瘤细胞株(LM26)。抗体亚类鉴定其为IgG2a,轻链为κ链。原核表达一系列截短的GP4蛋白鉴定LM26的抗原表位结果显示,LM26识别的抗原表位序列为57VVLQDI^62,此抗原表位在美洲型PRRSV中相对保守。病毒中和试验结果显示,MAb LM26仅针对PRRSV SD53株具有中和活性,中和效价最高为1∶50,对其它美洲株PRRSV均不具有中和活性。该MAb的制备为进一步研究PRRSVGP4蛋白的结构和功能奠定了基础。     

肠炎沙门菌mreB基因缺失株的构建及其体外生物学特性研究

MreB蛋白广泛存在于原核生物中,主要生物功能是聚合形成类似于肌动蛋白微丝的纤维,参与细胞形状的维持。为研究肠炎沙门菌的mreB基因缺失对环境压力的应激变化,本研究利用Red重组方法构建肠炎沙门菌SM6株的mreB基因缺失株,同时构建其回补菌株,观察缺失株SM6ΔmreB的形态学变化,分析其对温度缺氧应力、渗透应力以及耐酸性的变化。结果显示,缺失株SM6ΔmreB的菌体变为球状,生长受到抑制;SM6ΔmreB对升温缺氧压力的耐受能力显著低于亲本株和回补株(p<0.05);在渗透压条件为100mmol/L和200mmol/LNaCl时缺失株的生存能力明显弱于亲本株和回补株(p<0.05);缺失株在强酸环境中的生存能力显著低于亲本株和回补株(p<0.05),而对中性和弱酸性环境的适应能力与亲本株相似。本研究为进一步探究MreB蛋白在沙门菌的致病机制以及菌蜕形成过程中的作用奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒Nsp2蛋白纳米抗体的筛选及其鉴定

为制备猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)非结构蛋白2(Nsp2)的纳米抗体,本研究将截短表达的Nsp2重组蛋白免疫骆驼后分离骆驼外周血淋巴细胞,利用RT-PCR扩增其VHH基因,将VHH基因插入pCANTAB5E噬菌体载体,构建双峰驼重链抗体可变区文库。利用噬菌体展示技术经过3轮淘选,共筛选得到44株Nsp2特异性纳米抗体;经ELISA检测,结果显示44株Nsp2特异性纳米抗体均能与Nsp2蛋白特异性反应。本研究首次筛选到PRRSVNsp2特异性纳米抗体,为Nsp2蛋白的相关研究提供了必要的研究工具,同时为开发新型抗PRRSV药物奠定一定的基础。     

蛋白质硫辛酸修饰相关酶大肠杆菌研究模型的构建

为研究不同微生物硫辛酸修饰相关酶的功能,构建了大肠杆菌菌体内研究模型。利用Red同源重组系统对大肠杆菌的lplA、lipB基因依次进行敲除,获得大肠杆菌lplA及lipB双基因缺失株△lplA△lipB～DH5α。将lplA和lipB基因分别克隆到载体pBAD322G,构建基因回补株ClplA-△lplA△lipB～DH5α和ClipB-△lplA△lipB～DH5α。通过Western blot、质谱分析和补偿试验等方法检测缺失株和回补株对底物的硫辛酸修饰功能。结果显示:上述突变株构建成功并能稳定遗传,回补株构建成功并能发挥生物学功能。补偿试验结果显示,在甘油为碳源的M9基础培养基中,回补株ClipB-△lplA△lipB～DH5α能够生长, ClplA-△lplA△lipB～DH5α补偿硫辛酸后能够生长。以上结果表明,大肠杆菌DH5α硫辛酸修饰功能缺陷菌株构建成功,这有利于以大肠杆菌为生物模型进行其他微生物硫辛酸修饰相关酶的功能研究。     

进口白羽肉种鸡J亚群禽白血病病毒的全基因组序列分析

为研究引起我国部分地区进口白羽肉种鸡发生禽白血病疫情的病毒来源及其变异趋势,本研究对从进口白羽肉种鸡分离的8株J亚群禽白血病病毒(ALV-J)的全基因组序列进行测序分析。8株ALV-Jgp85氨基酸遗传演化分析显示,其与ALV-J肉鸡分离株(包括ALV-J原型病毒株HPRS-103、美国肉鸡ALV-J分离株、国内肉鸡分离株)及蛋鸡分离株氨基酸序列同源性均低于92.5%,而与国内2014年父母代白羽肉种鸡ALV-J分离株GD14J2同源性较高,为93.5%~95.1%,处于同一分支。8株ALV-J的3'非编码区(3'UTR)在rTM区缺失203bp,DR-1区缺失7bp,E元件位置缺失125bp,仅保留了22个碱基,这一缺失特征与GD14J2一致。8株ALV-J的3'LTRU3区序列与ALV-J肉鸡分离株及蛋鸡分离株的相应基因序列同源性均低于91.5%,而与GD14J2病毒株的同源性较高,为94.3%~96.3%。序列分析发现U3区存在连续11bp缺失和164位碱基突变(C/T),该突变形成2个新的转录调控元件AIBREP1、AIBREP2。综合gp85、3'UTR和U3区序列特征,推测引起本次进口白羽肉种鸡禽白血病的ALV-J与国内2014年父母代白羽肉种鸡ALV-J分离株GD14J2为同一来源。但本次分离到的ALV-J病毒株也有新的变异趋势,这些变异是否与ALV-J致病性相关,还需进一步研究。本研究为ALV-J有效防控和净化提供数据支持。     

进口白羽肉种鸡禽白血病疫情鉴定

2018年以来,某进口品种肉种鸡发生疑似禽白血病病例,流行范围广,危害严重,为确定该次疫情的病原,本研究从辽宁、山东等地发病鸡场采集55份疑似禽白血病病料样品。病理组织切片观察显示,病料样品肝脏和脾脏均有髓细胞样肿瘤细胞增生。针对禽白血病病毒(ALV)、鸡马立克氏病病毒(MDV)和网状内皮组织增生症病毒(REV)的特异性PCR检测结果显示,55份病料样品中ALV阳性样品12份(21.8%),MDV阳性样品1份(1.82%),REV均为阴性。将12份ALV阳性病料样品经处理后接种DF-1细胞进行病毒分离,ELISA检测结果显示有8份ALV群特异性抗原阳性。ALV多重PCR检测结果表明,8个分离株均为J亚群ALV(ALV-J),测序结果显示,8个分离株之间核苷酸序列同源性为99.5%~100%,与A、B、C、D、E亚群ALV的同源性仅为56.5%~58.8%,与ALV-J的同源性为90.7%~96.6%,进一步表明所有分离株均为ALV-J。上述结果表明,引起该次进口白羽父母代肉种鸡发生禽白血病的病原主要以ALV-J为主,该研究结果为疫情的溯源和有效防控奠定了基础。