猪链球菌2型05ZYH33菌株具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性蛋白的鉴定及功能研究

为了研究猪链球菌2型(SS2)05ZYH33菌株是否具有N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)及同工酶,本研究通过同源蛋白比对,发现05ZYH33菌株表面蛋白SSU050630 C端Ss GH20结构域与肺炎链球菌(S.pneumoniae)的NAG Str H的GH20-1结构域具有60%的同源性;经基因克隆、蛋白表达及纯化后的酶活性分析表明Ss GH20具有NAG活性,且其活力为371 U/mg蛋白;其最适反应温度为50℃、最适p H为5.5;其Km值为0.69。通过构建SS2 ssu050630基因缺失株及全菌酶活性测定,显示SS2 05ZYH33菌株具有NAG活性,而ssu050630基因缺失后的菌株则失去了NAG活性,表明SSU050630是SS2 05ZYH33菌株唯一具有NAG活性的蛋白。本研究为进一步探究Ss GH20在SS2致病中的作用及SS2逃避宿主免疫反应的机制奠定了基础。     

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。     

沙门氏菌sRNA RybB及伴侣蛋白Hfq对孔蛋白OmpW表达的调控作用

为探究sRNA RybB和伴侣蛋白Hfq对沙门氏菌孔蛋白OmpW表达的调控作用，研究利用λred同源重组系统构建ompW基因lacZ融合菌株，再通过P22噬菌体转导技术构建颜色指示菌株中rybB和hfq相关基因的单缺失株、双缺失株，通过β-半乳糖苷酶活性试验和qPCR分析，确定sRNA RybB及伴侣蛋白Hfq对孔蛋白OmpW表达的调控作用。结果显示：成功构建了颜色指示菌株ΔompW∶∶LacZ和相对应的基因缺失菌株；与标准株LT2相比，ΔhfqY25A、ΔhfqK56A、Δhfq65、Δhfq87基因使ompW蛋白表达水平极显著下调（P<0.01），具有正调控作用，而Δhfq72、Δhfq∶∶tet、ΔrybB、ΔrybBΔhfq∶∶tet基因使ompW蛋白表达水平极显著上调（P<0.01），具有负调控作用；与标准株LT2相比，缺失hfq定点突变和rybB对ompW基因具有负调控作用。研究表明，沙门氏菌伴侣蛋白Hfq及RybB对孔蛋白ompW基因的蛋白表达水平和转录水平产生不同程度的影响，初步阐明了伴侣蛋白Hfq、sRNA RybB和靶基因三者的内在关系，为沙门氏菌减毒活...     

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.     

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型溶血素基因缺失株构建及其生物学特性分析

猪链球菌溶血素(SLY)是较早确定的猪链球菌毒力因子之一,具有细胞毒性,在猪链球菌致病过程中发挥重要作用。利用同源重组技术成功构建了猪链球菌2型(SS2)sly基因缺失的突变株SS2-Δsly,缺失株的体外溶血活性消失,对小鼠脑血管内皮细胞的细胞毒性显著低于亲本菌株(P<0.01),但不影响猪链球菌2型在巨噬细胞中的存活。该菌株可以用于研究SS2溶血素在感染细胞中的作用机制。     

猪链球菌2型新型毒力调控因子RfeA的研究

猪链球菌(Streptococcus suis,SS)是一种重要的人畜共患病原菌,在33个血清型中,2型(SS2)毒力最强、分布最广,但其具体的致病机理尚不完全清楚。前期的比较基因组学研究表明,RTX family exoprotein A gene(rfe A)只存在于强毒菌株中,基因生物信息学分析发现rfe A与epf-like位于同一操纵子上,且与传统毒力因子ef邻近,PCR方法检测表明rfe A在猪链球菌2型中分布广泛。为了研究rfe A的致病机制,利用同源重组构建了rfe A的基因缺失株Δrfe A和互补株CΔrfe A,并通过斑马鱼模型对缺失株、互补株和野生株的毒力进行评估,发现缺失株毒力增强,表明rfe A可能是SS2的一个新调控因子,或者可能影响其他调控因子。     

猪IL-18在酵母中表达及活性检测

以pGEMT/pIL-18为模板,应用PCR法扩增出猪IL-18基因,用EcoR Ⅰ和Xba Ⅰ双酶切后,插入酵母表达载体pPICZαA中,经酶切、PCR扩增及序列测定,成功构建了酵母重组表达载体pPICZ/pIL-18,电击转化毕赤酵母X-33,应用Zeocin筛选获得高拷贝重组转化菌株,甲醇诱导表达,经SDS-PAGE电泳分析重组pIL-18蛋白的表达,并用SephadexG200纯化表达的重组pIL-18蛋白.运用MTT法检测其生物学活性.试验结果表明,重组X-33酵母菌株能够表达分泌性pIL-18,诱导72 h表达量最高,其表达量占总蛋白表达量的38％.而且纯化的重组pIL-18蛋白具有明显促进淋巴细胞增殖的活性.     

猪链球菌蛋白表面展示系统的构建及展示蛋白的初步观察

为构建猪链球菌(Streptococcus suis)蛋白表面展示系统,本研究通过序列分析,确定猪链球菌的LPxTG蛋白及其信号肽(SP)和胞壁锚定基序(CWA),通过PCR扩增Peno-SP、GFP、CWA的DNA片段并融合,构建强启动子Peno控制表达编码SP-GFP-CWA融合蛋白的DNA片段,将该重组DNA片段连接pSET2载体,获得蛋白表面展示质粒,转化猪链球菌,构建得到以GFP为报告蛋白的猪链球菌蛋白表面展示系统。结果显示,利用猪链球菌的10个LPxTG蛋白及其SP和CWA序列,构建了10个含有Peno-SP-GFP-CWA融合片段的重组pSET2表面蛋白展示质粒pSsPSD1至pSsPSD10,分别转化猪链球菌05ZYH33,PCR鉴定显示其中7个转化猪链球菌。采用western blot初步检测其展示蛋白,结果显示,7个转化阳性菌株均能有效表达GFP蛋白,以成熟GFP条带为指标,均表现出了一定的外源GFP表面展示水平,分别命名为SsPSD1、SsPSD2、SsPSD4、SsPSD7-SsPSD10,其中SsPSD1、SsPSD4、SsPSD8和SsPSD9表面展示水平相对较好,在猪链球菌表面展示外源蛋白方面具有很好的潜力。本研究首次尝试建立猪链球菌蛋白表面展示系统,为猪链球菌表面递呈外源蛋白或抗原提供了新的策略。     

布鲁菌Ⅳ型分泌系统效应蛋白DK63-887基因缺失株的构建及鉴定

为了构建羊布鲁菌16M(简称16M)的DK63-887基因缺失株(16MΔDK63-887),探讨该基因与16M介导自噬的关系。利用同源重组和抗性替换的方法,以卡那基因替换DK63-887基因,获得突变株16MΔDK63-887。将亲本株16M、疫苗株M5-90、突变株16MΔDK63-887在相同条件下振荡培养,观察其生长趋势变化;将各菌株置于不同外界环境中,观察其生存率;将各菌株侵染小鼠巨噬细胞,比较它们在宿主细胞内的生存能力及RT-qPCR检测自噬相关基因的表达。成功获得了布鲁菌DK63-887基因缺失株且在20代内未发生回复性突变现象。与亲本株相比,16MΔDK63-887在体外培养生长趋势与亲本株相似,只是细菌的浓度存在一定差异;突变株在外界应激条件下生存能力低于亲本株;侵染4h后缺失株胞内细菌数量明显下降;RT-qPCR检测到突变株的ULKI、Beclin1表达量均显著降低(P0.01),结果表明,布鲁菌Ⅳ型分泌系统效应蛋白与16M介导的细胞自噬密切相关,为16M胞内寄生机制的研究奠定了基础。     

猪链球菌2型毒力相关基因在分离株中的分布与突变研究

猪链球菌2型(SS2)是一种重要的人畜共患病病原,研究表明其致病力与毒力因子的相关性各有不同。为探究SS2毒力因子与致病性间的相关性,明确毒力因子能否用于致病性的评价,本研究通过PCR方法对来自吉林省9个不同规模和经营模式的猪场临床健康猪群的32株SS2分离菌株和5个强毒参考菌株的毒力相关基因(38KD蛋白、GDH、OFS、SLY、HYL、FBPS、GAPDH、ORF2和Ssn A)进行克隆测序,比较这9个毒力相关基因在该37株SS2分离株中的分布差异和突变情况。结果显示各个毒力相关基因在来自临床健康猪群的32个分离株和5个强毒参考株中呈现不均等的分布,在强毒参考菌株中谷氨酸脱氢酶(GDH)、38KD蛋白、分泌性核酸酶(Ssn A)基因的检测阳性率达到100%,在健康猪群分离株中它们的阳性率也超过90%。纤维蛋白原结合蛋白(FBPS)和溶血素(SLY)基因在强毒参考菌株中阳性率为100%,而在健康猪群分离株中FBPS和Sly基因检测率分别为68.75%和65.63%。透明质酸裂解酶(HYL)基因在两类菌株间阳性率相差较大,在强毒参考株中其阳性率约为60%,在健康猪群分离株中HYL阳性率仅为18.75%。通过测序和Blast比对分析显示,健康猪分离株中毒力相关基因突变情况非常少,而SS2强毒参考株中其突变位点较多,并呈现多种突变方式,GAPDH、HYL、Ssn A基因属于保守序列,突变较少。SLY和GDH基因也是保守序列,在健康猪群分离株中只发现一株无意义突变,但在强毒参考株中却发现多个导致氨基酸改变的突变位点和突变方式。OFS、ORF2和FBPS基因在两组菌中均有突变,但在强毒参考株中存在较多的突变,并且可造成其编码的氨基酸序列改变。提示SS2毒力相关因子复杂,仅仅依据毒力基因是否存在不能判断其毒力的强弱,其突变位点及突变方式对毒力的判断也具有一定的参考意义。     

单增李斯特菌膜裂解相关基因缺失突变株的构建及生物学特性鉴定

拟探明单核细胞增多性李斯特菌(单增李斯特菌)分离株M7可能的低致病力机制。利用SOE-PCR及同源重组法构建M7膜裂解相关基因hly及plcB单缺失(M7-Δhly和M7-ΔplcB)及双缺失突变株(M7-Δhly/plcB),比较它们与亲本株的生物学特性差异。结果如下:PCR及反转录PCR表明突变株构建成功。突变株M7-Δhly和M7-Δhly/plcB因hly缺失致其溶血活性丧失。plcB缺失突变株M7-ΔplcB和M7-Δhly/plcB无可见溶脂活性。单缺失突变株M7-ΔplcB、M7-Δhly与M7具有相似的细胞黏附及增殖能力(P0.05)。MOI为1 000时,双缺失突变株M7-Δhly/plcB对Caco-2细胞毒性最低(11.10%),M7-Δhly次之(23.53%)(P0.05)。空斑试验表明菌株M7和M7-ΔplcB仅能在无庆大霉素培养基中形成空斑。hly及plcB缺失致单增李斯特菌对免疫抑制小鼠毒力降低。单增李斯特菌M7低致病力可能与hly及plcB的高水平表达有关,致细菌对宿主细胞毒性增强而从细胞内逸出,使其不能躲避宿主免疫系统而被清除。     

iscR基因缺失对副猪嗜血杆菌荚膜多糖合成基因簇中部分相关基因表达的影响

为研究iscR基因对副猪嗜血杆菌(HPs)荚膜多糖(CPS)合成相关基因表达的影响,本研究利用荧光定量PCR方法检测野毒株(290A1-WT)和iscR基因缺失株(290A1-△iscR)内构成CPS基因簇相关基因funA、wbgY、capD、wza和funK的表达量变化;并利用透射电镜观察两菌株体外培养和与猪血清作用后菌体表面荚膜的差异。结果显示:体外培养时,iscR基因缺失株wza的表达量一直高于野毒株的表达量,在OD_(600nm)值为0.2时差异显著(p0.05),而capD在OD_(600nm)值为0.2时表达量显著降低(p0.05);其他基因表达量无明显差异。当菌株与猪血清作用后,iscR基因缺失株中的capD、wza和funK的表达量均显著高于野毒株(p0.05);在血清作用10 min时,funA的表达量显著低于野毒株(p0.05);在血清作用20 min后,wbgY的表达量显著高于野毒株(p0.05)。透射电镜结果显示,与血清作用前两菌株均无明显荚膜生成,与猪血清作用10 min后野毒株荚膜厚度达到100 nm,而iscR基因缺失株仍无明显荚膜生成,该结果说明iscR基因可能在一定程度上会促进HPs表面荚膜的生成。本研究结果为HPs CPS合成相关基因功能及其表达调控研究提供一些新的依据。     

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。     

鸡IFN-α基因的多点突变及其在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,在不改变其编码的氨基酸序列的前提下,对鸡IFN-α序列进行PCR介导的定点突变优化,将鸡IFN-α成熟肽序列中136～143位相近的4个Arg密码子和N端的6个稀有密码子突变为毕赤酵母高表达优越密码子,构建了含正确突变和未突变序列的克隆载体pMD-IFNm、pMD-IFN和酵母表达载体pPICZ-IFNm、pPICZ-IFN,电击转化毕赤酵母X-33菌株,经筛选、鉴定表明鸡IFN-α基因已整合到酵母基因组中.通过表达产物的抗病毒活性测定,筛选出突变与未突变高表达酵母转化子各1株.经密码子优化的突变重组酵母菌株PP-IFNm于BMMY培养基中诱导72 h上清中抗病毒活性单位可达410U/mL,其活性比未优化重组酵母株PP-IFN(48.33U/mL)提高了约10倍.     

禽致病性大肠杆菌双组分系统phoP/Q对鞭毛Ⅲ型分泌系统基因的调控预测

本研究旨在探究禽致病性大肠杆菌(APEC)中双组分系统phoP/Q与鞭毛Ⅲ型分泌系统(鞭毛T3SS)蛋白之间的联系。运用软件进行功能分析,预测phoP/Q与鞭毛T3SS的关系,利用基因芯片技术对APEC野生株和ΔphoP/Q缺失突变株进行转录组的差异性比较,筛选鞭毛T3SS基座中变化较大基因,并用荧光定量PCR检测基因表达变化量。结果显示:经STRING预测发现phoP/Q可能通过调控鞭毛T3SS基因座附近的双组分系统来间接调控鞭毛T3SS。基因芯片筛选与荧光定量PCR检测发现phoP/Q缺失能使鞭毛T3SS核心组件的大部分基因表达差异显著,同时也影响了双组分中motA、motB与cheY的表达。本研究对phoP/Q双组分系统与鞭毛T3SS的关系进行了预测与探索,为进一步研究揭示细菌的活动与致病机制提供了新的切入点与研究方向。     

SG97A平衡致死系统的构建及其初步应用

敲除鸡伤寒沙门菌(SG)减毒疫苗株97Aasd基因,构建宿主载体平衡致死系统并表达新城疫病毒(NDV)F蛋白,构建二价活菌苗。PCR扩增两段位于asd基因外侧的序列作为等位基因,以氯霉素抗性(CmR)基因替代asd基因,构建自杀质粒pGMB151Δasd::CmR,通过E.coliχ7213与SG97A固相杂交,将质粒转入SG97A,反向筛选获得SG97AΔasd::CmR,利用质粒pCP20去除CmR后,DAP的依赖菌株命名为SG97AΔasd。将含asd基因的质粒pYA3334转入SG97AΔasd中构建宿主载体平衡致死系统,并表达NDV-F蛋白。结果表明,通过等位基因重组方法,成功构建SG97AΔasd及宿主载体平衡致死系统,重组菌能够表达NDV-F蛋白,并能在鸡体内诱导产生特异性抗体。本研究成功构建SG97AΔasd宿主载体平衡致死系统,并表达NDV-F蛋白及其诱导宿主产生抗体,为应用该系统构建二价活菌苗的研究奠定了基础。     

牛种布鲁氏菌A19 VirB启动子缺失株的构建及其生物学特性研究

为探究VirB基因对牛种布鲁氏菌A19株毒力的影响,深入了解布鲁氏菌胞内存活的机制,本研究以牛种布鲁氏菌A19株为模板,利用VirB基因的上下游同源臂融合kana抗性基因构建自杀质粒。以瞬间电击的方式,将自杀质粒电转进菌体,利用同源重组将VirB启动子用kana基因替换,构建A19ΔVirB缺失株。通过实时荧光定量PCR检测缺失株VirB相关蛋白的转录水平,并对缺失株的生长曲线、体外应激、黏附侵袭及胞内生存进行分析。结果显示,试验成功构建A19ΔVirB缺失株。实时荧光定量PCR结果显示,缺失株VirB相关蛋白的表达量极显著低于A19株(P0.01),其生长曲线虽然不同于亲本株,但生长趋势相同。体外应激结果显示,A19株和A19ΔVirB株热休克应激没有明显变化,但在强酸、强碱、高盐的刺激下,A19株的存活率显著高于A19ΔVirB株(P0.05)。黏附侵袭结果显示,缺失株对巨噬细胞的黏附侵袭能力近似于亲本株。胞内生存结果显示,随着时间的延长,A19株的胞内存活趋势逐渐上升,而缺失株A19ΔVirB总体趋势逐渐下降并且与A19的差距越来越大。综上所述,本研究成功构建了VirB启动子缺失株,极显著降低了相关蛋白的表达,为后续相关缺失株的构建及布鲁氏菌毒力的研究奠定基础。     

鸭疫里默氏杆菌类似crp基因的鉴定及其突变株对雏鸭免疫效果的评价

旨在鉴定鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer)中的crp基因,并探究该基因与菌株毒力的关系,了解crp基因突变株的免疫保护效力,为开发新型R.anatipestifer减毒活疫苗奠定基础。采用P-BLAST在R.anatipestifer蛋白质组中搜寻与沙门菌crp基因相似的蛋白基因,发现R.anatipestifer CH-1株的B739-0373基因与沙门菌crp基因相似度为45%;将B739-0373基因克隆到表达载体上,并回补到沙门菌Δcrp突变株中,利用麦芽糖-麦康凯培养基颜色反应对其糖代谢功能进行鉴定,结果发现该基因可完全回补沙门菌自身crp的缺失,推测R.anatipestifer CH-1株的B739-0373基因具有类似沙门菌crp基因的功能;利用同源重组和自杀质粒,构建R.anatipestifer CH-1Δcrp突变株,比较野生及突变株的生长情况和毒力(包括黏附率、侵染率、LD_(50)、在雏鸭肝脑中的定殖能力),结果表明,crp基因的缺失使菌株生长变得缓慢,黏附力(P0.01)和侵染力(P0.001)显著下降,对雏鸭的半数致死量(LD_(50))显著提高,在雏鸭肝脏、脑中定殖能力也显著下降(P0.01);在CH-1Δcrp突变株免疫雏鸭后7,14,21 d,检测雏鸭血清中IgG水平,并以R.anatipestifer野生株对免疫后的雏鸭进行肌注攻毒,观察其临床症状和免疫保护率,发现Δcrp突变株能刺激雏鸭产生高水平的IgG抗体(P0.01),对雏鸭的免疫保护率为100%。综上表明, B739-0373基因鉴定为R.anatipestifer CH-1株的类似crp基因,可全局调控该菌株的生长和毒力;安全剂量的CH-1Δcrp突变株可诱导雏鸭产生较强的免疫保护效力,可作为新型减毒活疫苗的候选菌株。