单增李斯特菌TatD-like DNase序列结构特征及其表达纯化和重组蛋白活性的研究

本研究旨在探究单增李斯特菌10403s TatD-like DNase蛋白的序列结构特征与原核表达重组蛋白的核酸酶活性。应用生物信息学软件预测分析蛋白序列结构特征,构建重组原核表达质粒pET-32a-TatDlike DNase,转化入大肠杆菌Rosetta。重组蛋白经IPTG诱导表达、亲和层析纯化、透析复性后进行核酸酶活性分析。结果显示,单增李斯特菌10403s TatD-like DNase由265个氨基酸组成,理论蛋白分子质量为30.16 ku,与芽孢杆菌属TatD蛋白同源性最高。二级结构主要由49.43%的α-螺旋、29.81%的无规则卷曲和16.6%的β-折叠构成。SDS-PAGE和Western-blot显示,重组原核表达蛋白大小约52 ku,主要以包涵体形式表达。琼脂糖凝胶电泳证实,重组蛋白在Mg2+存在时切割λDNA的核酸酶活性显著增强,且最适反应温度和pH值分别为37℃和pH6.0。本研究系统性分析了单增李斯特菌TatD-like DNase的序列结构特征,得到了重组原核表达蛋白,且该重组蛋白具有Mg~(2+)依赖性核酸酶活性,这为进一步研究TatD-like DNase在单增李斯特菌感染中的作用奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌crp基因缺失株SL1344Δcrp生物学特性的测定

为研究crp基因缺失后引起的减毒机制,本试验对鼠伤寒沙门菌crp基因缺失株SL1344Δcrp的有关生物学特性进行了测定。结果显示,与亲本菌株相比,缺失株失去了运动能力;SL1344Δcrp不表达纤维素和菌毛,不能形成生物被膜;SL1344Δcrp对细胞增殖和细胞毒性的影响均弱于亲本菌株;crp基因缺失后缺失株对上皮细胞的黏附和侵入能力与亲本菌株相比无明显差异。上述结果表明,crp基因不仅是重要的毒力基因,还是生物被膜形成的调控基因;这些结果为深入研制以鼠伤寒沙门菌为载体的口服多价疫苗奠定了基础。     

肠炎沙门菌sopE2基因缺失株的构建及其生物学活性的鉴定

为研究sopE 2基因对肠炎沙门菌(Salm onella enteritidis)的生物学特性的影响及其与sopE功能差异,本研究以λ-Red介导的同源重组法构建了肠炎沙门菌C50336ΔsopE 2缺失株,并构建了以p BR322质粒介导的sopE2基因回复株。测定了肠炎沙门菌野生株、sopE 2缺失株及其回复株的基本生物学特性,包括对人肠上皮细胞Caco-2 BBE及小鼠巨噬细胞RAW 264.7的黏附、侵袭能力及对小鼠的半数致死量。结果显示,肠炎沙门菌sopE 2基因缺失对其生长、生化特性无影响;肠炎沙门菌C50336对Caco-2 BBE细胞的黏附率约为20%,侵袭率约为10%,对RAW264.7细胞的黏附率约为55%,侵袭率约为20%,sopE 2基因缺失对肠炎沙门菌C50336黏附能力无影响,侵袭能力有所下降,但无统计学差异;肠炎沙门菌C50336对小鼠的半数致死量为5.0×105CF U,sopE 2基因缺失株及回复株对小鼠的半数致死量均为3.2×105 CFU,表明sopE 2基因缺失对肠炎沙门菌的毒力无显著影响。本研究为进一步探讨sopE 2基因在肠炎沙门菌感染过程中的功能奠定了基础。     

Ⅵ型分泌系统2核心组分ClpB对禽致病性大肠杆菌生物学特性及致病性的影响

构建禽致病性大肠杆菌(APEC)Ⅵ型分泌系统2(T6SS2)clpB基因缺失株、互补株,研究clpB基因对APEC生物学特性及致病性的影响。采用Red同源重组系统构建APEC clpB基因缺失株,并利用低拷贝质粒pSTV28构建互补株。比较分析野生株、缺失株与互补株的生长曲线、运动性、生物被膜形成能力、黏附侵袭能力、胞内存活能力、动物致病力等生物学特性的差异。结果显示,clpB基因缺失不影响APEC的生长速度和黏附侵袭能力。然而,缺失ClpB导致APEC运动能力降低、生物被膜形成能力升高、HD-11胞内存活能力降低、体内存活能力及致病力降低。本研究分析了T6SS2核心组分Clp B的作用,为阐述APEC T6SS2致病作用提供了参考。     

禽致病性大肠杆菌sfsA基因缺失株的构建及生物学特性的分析

为研究sfs A基因对禽致病性大肠杆菌(APEC)生物学特性的影响,利用Red重组方法构建禽致病性大肠杆菌APEC94株的sfs A基因缺失株,分析野生株与缺失株在生长特性、黏附和入侵D F-1细胞及生物被膜形成等生物学特性上的差异。通过动物试验,评价sfs A在APEC感染樱桃谷鸭过程中的作用。结果表明,sfs A缺失不影响APEC94菌株的生长特性和黏附、入侵DF-1细胞能力,但缺失株的生物被膜形成能力明显下降(P0.000 1)。动物试验结果表明,与野生株相比,sfs A缺失株在樱桃谷鸭肝中的细菌载量显著降低(P0.05),而在肾、脾和血液中无显著下降(P0.05)。结果显示,sfs A基因的缺失显著降低禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成能力及其在肝中的细菌载量,推测sfs A基因可能参与APEC对宿主的致病性。     

密度感应系统luxS基因对鼠伤寒沙门菌生物学特性及毒力的影响

通过构建鼠伤寒沙门菌luxS缺失株,研究其生物学特性及对Ⅵ型分泌系统(T6SS)的影响。利用Red同源重组系统构建鼠伤寒沙门菌luxS缺失株,比较野生株、luxS缺失株的生长特性、运动性、生物被膜、致病性等生物学特性的差异。利用荧光定量PCR、Western-blot对luxS基因缺失株T6SShcp1、hcp2和clpV基因转录水平和蛋白表达水平进行检测。结果显示,LuxS对鼠伤寒沙门菌生长速度、生物被膜形成能力及细胞黏附侵袭能力均无明显影响,但导致其运动性显著增强、致病力下降3.2倍,且不能合成自诱导分子2。在对数生长期和平台期,luxS基因均不影响T6SS核心组分Hcp1、Hcp2和ClpV的转录和表达。本研究表明,luxS基因缺失导致鼠伤寒沙门菌运动能力增强及毒力降低,但其不能影响T6SS核心组分的转录及表达。     

三株胸膜肺炎放线杆菌基因缺失株免疫原性的研究

为深入研究猪传染性胸膜肺炎基因工程弱毒活疫苗的生物学特性和免疫原性,分别以本实验室构建的血清7型胸膜肺炎放线杆菌(APP)基因缺失株apxⅡC-/Kan+、apxⅡC-/ⅠN+和血清5型APP的基因缺失株SW1ΔⅠC为研究对象,对其进行研究。溶血活性试验证实,突变株完全失去了溶血活性。细胞毒性试验证实,缺失株SW1ΔⅠC的细胞毒性完全丧失,缺失株apxⅡC-/Kan+和apxⅡC-/ⅠN+有轻微的细胞毒性。遗传稳定性试验证实,3株缺失株在体内传5代均不会发生回复突变。毒力试验结果显示,基因缺失株apxⅡC-/Kan+、apxⅡC-/ⅠN+和SW1ΔⅠC对小鼠的半数致死量分别为亲本株的5倍、7倍和15倍。3株缺失株分别免疫小鼠后,以10LD50血清1型、5型和7型APP的剂量攻毒,小鼠的保护率可达100%。试验结果表明,3株缺失株的毒力明显降低,并能提供有效的保护力。本研究为进一步以突变株为基因工程弱毒活疫苗的研究奠定了一定基础。     

鼠伤寒沙门菌5'-nucleotidase基因缺失株的构建及其生物学特性的研究

为了探究5'-nucleotidase基因的功能及其在鼠伤寒沙门菌感染中的作用,本研究首先构建缺失1 112 bp的5'-nucleotidase基因的重组自杀性质粒pR E 112Δ5'-nucleotidase,利用重组自杀性质粒介导的等位基因交换技术,两步法筛选出SL1344Δ5'-nucleotidase缺失株,并对其生物学特性进行初步研究。PCR及测序结果表明,SL1344Δ5'-nucleotidase构建成功,且回复株SL1344CΔ5'-nucleotidase构建成功。进一步研究表明,缺失株SL1344Δ5'-nucleotidase保留了亲本菌株SL1344的血清型1,4,5,12∶i∶1,2,且能够稳定遗传缺失1 112 bp的5'-nucleotidase基因,生长速度没有发生明显改变。但是,缺失株SL1344Δ5'-nucleotidase口服感染6周龄BALB/c小鼠的LD50为4.30×10~7CF U,毒力降低至亲本株SL1344的1.96%。免疫保护率试验结果显示,对6周龄BALB/c小鼠免疫后第17天,鼠伤寒沙门菌野生株攻毒有50%的保护率。缺失株免疫小鼠后第21天,血清抗体IgG水平达到最高。回复菌株与亲本亲株之间生物学特性无显著性差异,基本恢复到野生型水平。上述结果表明,SL1344Δ5'-nucleotidase基因缺失株构建成功,遗传稳定,毒力明显降低,且具有较好的免疫原性,为研究鼠伤寒沙门菌5'-nucleotidase基因与其致病力之间的关系提供了依据,并为研究它在鼠伤寒沙门菌感染中的作用奠定了基础。     

肠炎沙门菌sipA基因缺失株C50336ΔsipA的构建及鉴定

为研究sipA基因对肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)的生物学特性的影响,利用λ-Red同源重组系统构建肠炎沙门菌C50336的sipA基因缺失株,同时将sipA基因克隆至pBR322质粒,将回补质粒电转化至缺失株,成功构建了回补株。通过比较肠炎沙门菌野生株、缺失株以及回补株在生长特性、生化特性、遗传稳定性、对小鼠的半数致死量以及对Caco-2细胞的黏附侵袭能力的差异,发现肠炎沙门菌sipA基因缺失株具有良好的遗传稳定性;与野生株及回补株相比,其生长特性和生化特性未发生明显改变,对8周龄小鼠的毒力没有显著变化,不影响细菌对Caco-2细胞的黏附能力,但对Caco-2细胞的侵袭能力明显下降。上述研究结果为进一步研究sipA基因在肠炎沙门菌感染过程中的功能奠定了基础。     

减毒鸡白痢沙门氏菌ΔcrpC79-13株的构建及其对雏鸡的免疫活性

为构建鸡白痢沙门氏菌C79-13株Δcrp基因缺失突变株,并初步观察ΔcrpC79-13缺失菌株作为活疫苗对雏鸡的免疫活性,将含缺失320bp crp基因的重组自杀性质粒pREΔcrp与C79-13进行接合转移,两步法筛选出无抗性标记的ΔcrpC79-13缺失菌株;通过半数致死量测定其毒力;给4日龄雏鸡口服免疫缺失菌株,在不同时间点根据胸腺、法氏囊、脾等免疫器官发育和平均日增重、外周血淋巴细胞转化试验、Griess法NO测定及血清IgG动态观察免疫水平。结果显示ΔcrpC79-13的毒力较C79-13降低约99.6%(LD50>5.0×109CFU);雏鸡接种ΔcrpC79-13(1.0×109 CFU/只)后不影响雏鸡生长,第14～21天体内特异性细胞和体液免疫水平达到最高。表明成功构建了减毒鸡白痢沙门氏菌ΔcrpC79-13株,其毒力显著降低,免疫雏鸡安全,具有良好的免疫活性。     

鼠伤寒沙门菌yibT基因缺失株的构建及其生物学特性分析

为了探讨yibT基因对鼠伤寒沙门菌生物学特性的影响,采用λ-red同源重组技术构建鼠伤寒沙门菌CVCC541的yibT基因缺失株CVCC541ΔyibT,同时利用表达质粒pET28a构建yibT缺失株的基因回补株CVCC541ΔyibT/pyibT,研究野生株、缺失株、回补株之间的生长特性、生化特性、遗传稳定性、生物膜形成和应激环境抵抗力等生物学特性。结果表明,本研究成功构建了yibT基因缺失株CVCC541ΔyibT及其回补株CVCC541ΔyibT/pyibT,yibT基因的缺失不影响细菌的生化特性,该缺失株具有良好的遗传稳定性,但其生长特性较野生株及其回补株显著减缓,生物膜形成能力相较于野生株及其回补株有所减弱,缺失株在热应激环境以及正丁醇压力下表现出更强的耐受力。综上所述,yibT基因的缺失会影响鼠伤寒沙门菌的生长特性、生物膜形成、应激环境抵抗力和细菌形态等生物学特性,并且yibT基因可能影响鼠伤寒沙门菌菌膜的流动性。     

鸡白痢沙门菌sifA基因缺失株的构建及其生物学特性的研究

为研究sifA基因对鸡白痢沙门菌致病性的影响,采用λ-red同源重组系统构建鸡白痢沙门菌S06004株的sifA基因缺失株S06004ΔsifA,同时构建该基因缺失株的回补株S06004ΔsifA(pBR322-sifA),并对该缺失株的生长特性、生化特性、遗传稳定性和毒力等生物学特性进行了研究。PCR和测序鉴定结果表明,成功构建了sifA基因缺失株S06004ΔsifA和该基因缺失株的回补株S06004ΔsifA(pBR322-sifA);生物学特性研究结果显示,sifA基因的缺失不影响鸡白痢沙门菌的生长特性和生化特性,且该缺失株具有良好的遗传稳定性,但其对3日龄雏鸡的LD50升高了39.3倍。本研究获得的减毒鸡白痢沙门菌sifA基因缺失株S06004ΔsifA为进一步研究鸡白痢沙门菌sifA基因的功能奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌SL1344株分泌性蛋白K1缺失株的构建及其生物学特性的初步研究

为研制更加安全有效且遗传背景清晰的鼠伤寒沙门菌(S.typhimurium)疫苗弱毒株,本研究首先构建了含缺失1 011 bp sseK1基因的重组自杀性质粒PREΔsseK1,利用重组自杀性质粒介导的等位基因交换技术,两步法筛选SL1344的sseK1缺失株。PCR、双酶切及测序结果表明SL1344ΔsseK1构建成功。生物学特性初步研究表明,与亲本菌株SL1344相比,缺失株SL1344ΔsseK1保留了亲本株SL1344的血清型1,4,5,12∶i∶1,2,且能够稳定遗传缺失后的sseK1基因,生长速度及生化特性没有发生明显改变。小鼠毒力试验表明,SL1344ΔsseK1缺失株口服感染6周龄BALB/c小鼠的LD_(50)为6.63×10~8CFU,毒力较亲本株SL1344下降至0.048%。免疫保护效力试验显示,小鼠免疫后第14天血清抗体Ig G含量达到最高,运用鼠伤寒沙门菌野生毒株对免疫后第17天的小鼠攻毒有62.5%的保护率。以上研究结果表明,SL1344株sseK1基因缺失株构建成功,且遗传稳定,毒力明显降低,具有较好的免疫原性,为研究sseK1基因的致病机制及将其开发为更加安全有效的沙门菌弱毒疫苗候选菌株奠定了基础。     

副猪嗜血杆菌5型galE基因缺失株HPS-YA-008ΔgalE的构建及鉴定

为构建副猪嗜血杆菌5型galE基因缺失株,本研究通过重叠PCR构建了galE基因的上、下游同源臂,然后将其连接到pRE112载体而构建了重组自杀性质粒pRE112ΔgalE;使重组质粒pRE112ΔgalE转化大肠杆菌X7213,与副猪嗜血杆菌接合转移,应用两步法筛选galE基因缺失株HPS-YA-008ΔgalE,用PCR方法验证galE基因的缺失突变。在此基础上进一步研究galE基因缺失株HPS-YA-008ΔgalE的生长特性、药物敏感性、对保育猪的毒力等生物学特性。结果,副猪嗜血杆菌血清5型galE基因缺失株HPS-YA-008ΔgalE构建成功,且缺失株的毒力已经被致弱,对药物的敏感性增加。本试验的研究结果为研制更加安全的副猪嗜血杆菌弱毒疫苗提供了实验材料。     

结核分枝杆菌Ag85B和ESAT-6基因重组产单核细胞李斯特菌的构建

对编码结核分枝杆菌抗原Ag85B和ESAT-6的基因片段进行了扩增,并将其克隆入穿梭载体DKSV7,利用基因同源重组技术构建了表达结核分枝杆菌抗原Ag85B和ESAT-6的重组产单核细胞李斯特菌(LM).结果表明,外源基因成功整合入LM基因组并获得转录;Western-blot分析结果显示,重组菌携带的外源基因在动物体内能够表达;溶血试验与细胞感染试验表明,较之野生型李斯特菌,外源基因的插入破坏了重组菌LM(pKSV7-H85-6B)的溶血活性,显著降低了对细胞的侵袭能力.证实,携带结核分枝杆菌保护性抗原Ag85B和ESAT-6的重组李斯特菌对结核病新型疫苗的研究具有潜在应用价值.     

猪源奇异变形杆菌的分离鉴定及其毒力的测定

为探究引起保育猪死亡的病原菌的生物学特性、耐药性及毒力,通过形态学观察、生理生化特性测定、16S rDNA基因序列分析、药敏试验、半数致死量测定对分离菌株进行鉴定。结果表明,分离菌株为奇异变形杆菌,16S rDNA基因进化树分析表明该分离菌株与来自印度海水中的分离菌株CIFRI P-TSB-13(JF784025)的亲缘关系最近;分离菌株对头孢西丁、头孢他啶、大观霉素、氨曲南这4种抗生素高度敏感,对米诺环素、呋喃妥因、阿米卡星等10种抗生素中度敏感,对庆大霉素、氧氟沙星、左氟沙星等21种抗生素不敏感,表明分离菌株具有多重耐药性。分离菌株感染斑马鱼的半数致死量为2.12×10~5CFU/mL,感染昆明小鼠的半数致死量为1.46×10~7CFU/mL。证实引起本次保育猪细菌感染的病原为奇异变形杆菌,且该分离菌株的毒力较强,建议治疗时应针对性地选择高敏抗菌药物。     

湖南省猪源粪肠球菌毒力基因的检测及部分表型的测定

采用PCR方法对湖南省分离的42株粪肠球菌的8种毒力相关的基因即溶血素基因cylA、明胶酶基因gelE、表面蛋白基因esp、胶原蛋白黏附素基因ace、聚集物质基因asa1、心内膜炎有关的抗原基因efaA以及2个假定毒力相关基因EF3314、EF0591进行了检测,并用平板法测定了这些分离株的溶血性和明胶溶解性。结果显示,24株粪肠球菌分离株普遍存在EF3314基因,检出率为100%;其次是efaA基因,检出率为92.9%;其他毒力基因gelE、ace、asa1、cylA、esp、EF0591的检出率为分别为88.1%、59.5%、52.4%、54.8%、38.1%、4.76%。菌株在绵羊血琼脂平板上以α溶血为主,而在家兔血琼脂平板中以β溶血为主,家兔血琼脂平板溶血的检出率(95.2%)高于绵羊血琼脂平板溶血的检出率(88.1%)。HN45菌株属于cylA基因阳性菌株却表现为不溶血,而19株cylA基因阴性菌株中只有YZ28菌株在家兔血琼脂平板上表现不溶血,HH57菌株在绵羊血琼脂平板上表现不溶血。5株gelE基因阴性分离株只有2株不分解明胶,37株gelE基因阳性分离株中,有32株分解明胶,5株gelE基因阳性菌株不能分解明胶。结果表明,这42株粪肠球菌中每株菌最少携带1个毒力因子基因,有些菌株最多携带7个毒力因子基因;菌株的溶血与明胶溶解的基因型和表现型并非完全一致。     

维氏气单胞菌TH0426株ndk基因缺失株的构建与生物学特性分析

为研究维氏气单胞菌ndk基因的功能,利用自杀性质粒pRE112通过同源重组的方法缺失ndk基因,然后对野生株和缺失株的生长能力、运动性、生物被膜形成能力及LD50等进行差异分析。经过PCR以及荧光定量PCR表达水平证明ndk基因缺失成功;生物学特性研究显示,缺失株的生长能力和泳动性均下降;生物被膜形成能力与野生株相比差异极显著(P0.001);与野生株相比,LD50升高了5.5倍,且差异极显著(P0.001)。由此可以推测,ndk基因与维氏气单胞菌的毒力及生物被膜形成密切相关。本研究结果为维氏气单胞菌致病机制的研究奠定了基础。     

重组蛋白P60与LLO对单核细胞增多性李斯特菌灭活疫苗的免疫增强效果

为增强单核细胞增多性李斯特菌(简称单增李斯特菌)灭活疫苗的免疫效果,对单增李斯特菌入侵相关蛋白(P60)基因进行了克隆、表达及纯化,分别与低剂量李斯特菌溶血素O(LLO)、单增李斯特菌灭活菌混合,以MontanideISA206为佐剂制成疫苗,皮下接种家兔,并设灭活疫苗免疫组和PBS对照组,定期检测3组家兔的血清抗体、IL-4和IFN-γ水平的变化;二免后第21d每只家兔腹腔注射2×108CFU单增李斯特活菌攻毒,观察各组家兔的发病情况,每隔24h检测一次细菌在各组家兔体内的繁殖率。结果表明,添加P60和低剂量LLO重组蛋白的单增李斯特菌灭活疫苗免疫组家兔二免后抗体水平明显高于其他各组,且能诱导Th细胞向Th1型分化,抑制Th2型细胞的分化,调节抗原特异性免疫应答,能有效抵抗单增李斯特菌的感染,使细菌在家兔体内(外周血、脾)的几何增长率从64.69%降到24.06%,免疫效果明显优于灭活疫苗单独免疫组。证明P60和低剂量LLO能增强灭活疫苗的免疫保护效果。