利用细菌人工染色体文库(BAC)筛选猪乳蛋白基因

利用猪细菌人工染色体文库 (porcineBacteriaArtificialChromosome ,pBAC)的两步—四维PCR(twostep 4 DPCR)方法筛选猪乳清酸性蛋白 (WheyAcidicProtein ,WAP) ,αsl 酪蛋白 ,αs2 酪蛋白 ,β 酪蛋白 ,κ 酪蛋白的基因pBAC克隆 ,并提出了BAC基因文库一步—五维PCR(onestep 5 DPCR)筛选基因的方法。

猪乳铁蛋白基因的克隆及其重组乳酸菌表达系统构建

根据猪乳铁蛋白N端基因序列及表达载体质粒的基因融合特点,设计一对引物,以泌乳3日龄母猪乳腺组织RNA为模板,进行RT-PCR,获得含有猪乳铁蛋白基因N端1 077 bp目的片段,将其与表达载体质粒pPG612.1进行连接,通过转化进入宿主菌JM109细胞内,通过质粒提取、PCR鉴定、酶切鉴定和序列测定分析,表明猪乳铁蛋白N端PLFN基因已成功插入到表达载体质粒中,获得了猪乳铁蛋白干酪乳杆菌表达载体质粒pPG612-PLFN。将获得的重组质粒再分别电转化入干酪乳杆菌ATCC393、植物乳杆菌KLDS1.0344、副干酪乳杆菌KLDS1.0652及戊糖乳杆菌KLDS1.0413中,获得表达猪乳铁蛋白基因的多种重组乳酸菌分别为pPG612-PLFN/L.casei,pPG612-PLFN/L.plantarum,pPG612-PLFN/L.paracasei和pPG612-PLFN/L.pentosus.,为猪乳铁蛋白的乳酸菌表达及重组乳酸菌抗菌制剂的制备奠定了基础。

表达猪乳铁蛋白的重组乳酸乳球菌对断奶仔猪应用效果的研究

本试验以表达猪乳铁蛋白的重组乳酸乳球菌饲喂断奶仔猪,研究其作为生态友好安全型的饲料添加剂替代抗生素的可行性。试验选取体重相近的36头断奶仔猪,分为3组,每组3个重复,每个重复4头。对照组饲喂基础饲粮,抗生素组饲喂添加20 mg/kg黄霉素和110 mg/kg金霉素的基础饲粮,试验组在饲喂基础饲粮的基础上每日按仔猪体重添加1次表达猪乳铁蛋白的重组乳酸乳球菌发酵菌液,每头仔猪每天饲喂乳铁蛋白含量约为50μg/kg。试验期21 d。结果表明:在饲粮中添加表达猪乳铁蛋白的重组乳酸乳球菌,与对照组相比,平均日增重显著提高(P<0.05),料重比极显著降低(P<0.01);与对照组和抗生素组相比,胸腺指数和脾脏指数均显著提高(P<0.05),盲肠中大肠杆菌数量极显著降低(P<0.01),盲肠中乳酸乳球菌数量极显著提高(P<0.01),十二指肠、空肠的绒毛高度/隐窝深度极显著提高(P<0.01);与对照组相比,血清中免疫球蛋白G、肠黏液中分泌型免疫球蛋白A含量显著提高(P<0.05),与抗生素组相比未达到显著水平(P>0.05);血清中白细胞介素-1含量显著高于对照组和抗生素组(P<0.05),血清中白细胞介素-2含量极显著高于对照组(P<0.01),显著高于抗生素组(P<0.05)。由此得出,在断奶仔猪饲粮中添加表达猪乳铁蛋白的重组乳酸乳球菌可促进仔猪肠道黏膜绒毛的发育,提高仔猪的饲料利用率,降低料重比,同时增强仔猪免疫功能,具有提高仔猪生长性能的作用。

表达猪乳铁蛋白的戊糖乳杆菌对感染大肠杆菌K88小鼠的保护作用

为研究猪抗大肠杆菌(E.coli)K88的口服疫苗,本研究构建了表达猪乳铁蛋白的重组戊糖乳杆菌(pPG2-pLF/L.pentosus),并将其连续10 d灌喂小鼠后,采用E.coliK88口服攻毒。攻毒后7d,取小肠样本通过扫描电镜检测,并对盲肠内容物进行菌落分离计数,取血液样本,检测IgG、sIgA、IL-2、IL-4和INF-α指标评价其免疫效果。结果显示:灌服pPG2-p LF/L.pentosus组小鼠肠绒毛高度与健康对照组无显著变化,其IgG、sIgA、IL-2和INF-α水平显著提高;小鼠肠道中E.coli总数显著低于攻毒对照组,而且攻毒后小鼠的死亡率显著降低(p<0.05)。这些数据表明,饲喂pPG2-pLF/L.pentosus可以抵抗E.coli K88对小鼠的致病力,减轻病原菌攻毒对小鼠肠道组织的功能损伤,降低肠道内致病菌数量,提高小鼠免疫机能。

猪乳铁蛋白肽LFcinP基因在巴斯德毕赤酵母中组成型表达及其抑菌活性检测

为获得具有生物活性作用的猪乳铁蛋白肽LFcinP基因在巴斯德毕赤酵母中进行组成型表达,检索NCBI数据库公布的牛、羊、猪、骆驼等动物的乳铁蛋白及其抗菌肽的氨基酸序列,运用ExPASY在线网站,对猪乳铁蛋白保守区域所编码的蛋白进行理化性质分析,参照巴斯德毕赤酵母使用密码子偏好性,优化设计合成138 bp编码猪乳铁蛋白肽LFcinP基因,通过pGAPHαM酵母组成型分泌表达载体将其整合到巴斯德毕赤酵母GS115菌株,获得表达猪乳铁蛋白肽LFcinP基因重组酵母菌株GS115p/GAPHαM-LFcinP。SDS-PAGE和Westernblot分析表明,获得5.4 ku乳铁蛋白肽;分析96 h的蛋白电泳带结果表明,重组蛋白占酵母菌上清蛋白35.9%,表达量为48.5μg.mL-1;动态生长曲线法抑菌试验结果表明,重组猪乳铁蛋白肽具有一定的抑菌作用。

用原位杂交法定位猪乳铁蛋白基因于染色体2q^(12)

本研究以非放射性标记的猪乳铁蛋白（ＰｏｒｃｉｎｅＬａｃｔｏｆｅｒｉｎ简称ＰＬＦ）ｃＤＮＡ为探针，通过染色体原位杂交法，对ＰＬＦ基因进行了染色体定位。实验中采用金胶抗体技术并结合使用银增强系统，提高了方法的灵敏度。利用染色体的组型分析，对杂交点的分布进行统计学分析。５２％（２６／５０）的分裂相在第２号染色体具银粒分布，实验结果表明：ＰＬＦ基因定位于猪２号染色体２ｑ１２区域。

猪乳铁蛋白N叶(PLF-N)在毕赤酵母中的表达及抑菌活性鉴定

根据猪乳铁蛋白N叶(PLF-N)的蛋白序列和毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子的偏嗜性,通过全基因合成法合成改造后的PLF-N基因片段,将其克隆到pGAPZα-A质粒中构建分泌型重组酵母表达载体pGAPZα-A-PLF。pGAPZα-A-PLF通过限制性内切酶AvrⅡ酶切线性化后,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞SMD1168内。PCR检测结果发现,PLF-N基因与毕赤酵母染色体稳定结合,Zeocin抗性筛选,得到高拷贝转化子。在GAP启动子调控下,PLF-N重组蛋白获得分泌表达,其分子质量约为38ku,上清表达量约为364μg/mL。琼脂糖孔穴扩散法检测结果显示,该表达产物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较好的抑菌活性,且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度(MIC)分别为12.5、25.0μg/mL。

猪乳铁蛋白在大肠杆菌中的表达及其活性研究

乳铁蛋白(Lactoferrin,LF)是一种天然活性铁离子结合糖蛋白,具有抗菌、抗病毒及调节免疫系统等功能。本研究将全基因合成的猪乳铁蛋白基因(Porcine Lactoferrin,PLF)在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行表达,表达产物主要以包涵体的形式存在;通过对温度、时间及诱导剂浓度等表达条件的摸索提高其表达量;表达的包涵体经裂解和纯化后,对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureas)以琼脂扩散法进行体外抑菌活性检测,并以透射电镜观察法研究猪乳铁蛋白对该菌的抑制作用机制;检测重组猪乳铁蛋白体外对水疱性口炎病毒(VSV)在MDCK(Madin-Daby canine kidney)细胞上的增殖抑制作用。结果表明,PLF在大肠杆菌中成功表达约79ku;重组菌在32℃经0.8 mmol·L-1IPTG诱导3 h可获得最佳表达量,重组蛋白占菌体蛋白的31.4%;琼脂孔穴扩散抑菌圈法结果表明0.1 mg的重组猪乳铁蛋白对金黄色葡萄球菌的最大抑菌直径达15 mm,透射电镜观察可见经重组猪乳铁蛋白作用后,细菌细胞壁和胞浆内电子密度都降低,菌体细胞壁及细胞膜出现断裂,核心溶解,菌体近似空壳;体外抗病毒试验结果表明,该蛋白可以明显的抑制VSV在MDCK细胞上细胞病变的产生。结果显示,重组的猪乳铁蛋白具有一定的抗菌和抗病毒活性,为其在生产中进一步应用奠定基础。

重组猪乳铁蛋白(rPLF)对断奶仔猪血清IL-1、IL-2水平的影响

通过两个试验探讨了重组猪乳铁蛋白(rPLF)对断奶仔猪血清免疫因子IL-1和IL-2水平的影响.两试验都按体重将90头28日龄断奶仔猪分成3个处理组:对照组(基础日粮)、抗生素组(基础日粮+20 mg/kg黄霉素+110 mg/kg金霉素)和rPLF组(基础日粮+730 mg/kgrPLF),试验期30 d.试验1采用杜长嘉断奶仔猪;试验2采用杜长大断奶仔猪,分两期试验(断奶后1～15 d和16～30 d).试验结束后,各处理组分别取3头体重相近的小母猪屠宰,测定血清中IL-1和IL-2的浓度.结果表明,与对照组相比,rPLF能显著提高杜长嘉仔猪血清中IL-2的水平,达46.64%(P＜0.01);显著提高杜长大仔猪断奶前期和后期血清中IL-2水平(P＜0.05);IL-1也有提高趋势.两试验结果揭示,rPLF能通过提高断奶仔猪血清中IL-1和IL-2的水平而增强断奶仔猪的免疫力.

人工合成的植物化猪α乳清蛋白基因在转基因拟兰芥的表达(英文)

将一个398 bp的植物化的猪α乳清蛋白基因(Lactalbumin, LA)编码区克隆到带有花椰菜花叶病毒的35S启动子的质粒中。对它们进行PCR检测和序列分析,证实这些阳性克隆是实验预期的重组质粒。随即将35S启动子- α-乳清蛋白基因-终止子这一表达单元克隆到双元载体pCG-CB中,用该重组质粒双元载体pCG-CB-Lact转化农杆菌V3101后,以农杆菌法进行拟兰芥植物转化,用除草剂Finale对转化植物进行抗除草剂基因筛选,得到一些抗除草剂的转化植株。对这些抗除草剂植株进行猪α乳清蛋白基因PCR分析,成功筛选到带有猪α乳清蛋白基因并且可以在后代稳定遗传的转基因植物。Western blot蛋白质表达分析,表明猪α乳清蛋白在拟兰芥中成功表达,并且猪α乳清蛋白被正确加工成天然蛋白。

猪乳铁蛋白基因克隆及其在P.methanolica系统中的表达研究

为了研究猪乳铁蛋白(PLF)基因克隆及其在酵母(P.methanolica)系统中的表达,试验从泌乳15 d的约克夏母猪乳腺组织中提取总RNA,应用RT-PCR技术扩增猪乳铁蛋白基因,获得1条长为2 115 bp的目的片段,将目的基因克隆到酵母表达载体pMET-B中,采用电转化法转化P.methanoli-ca感受态细胞PMAD11;选取Ade+MutS重组子进行诱导培养,产物纯化后进行SDS-PAGE和West-ern-blot分析及其他生物学特性分析。结果表明:rPLF在P.methanolica表达系统中表达,表达产物的分子质量约为78.0 ku;在第144小时时表达量最高,最佳pH值为7.0,最佳铁离子浓度为100μmol/L;重组PLF对大肠杆菌ATCC25922有抑菌效果,而且抑菌效果随着浓度的升高随之增强。

猪α乳清蛋白基因双元载体的构建和转化拟兰芥植物

将人工合成的植物化的猪α乳清蛋白基因编码区克隆到载体中,构建了带有35S启动子———猪α乳清蛋白基因———终止子表达单元的双元载体,采用农杆菌法对拟兰芥进行植物转化。利用该双元载体上的除草剂抗性基因(Bar基因)为选择性标记进行筛选,获得了一些抗除草剂的转化植株。对转化植株后代植进行猪α乳清蛋白基因的PCR检测,证实外源猪α乳清蛋白基因已整合到植物基因组DNA中。

表达猪乳铁蛋白肽重组屎肠球菌对断奶仔猪生长性能的影响及其抗ETEC感染效果研究

本试验以表达猪乳铁蛋白肽的重组屎肠球菌(pNZ8112-PLFcin/Ef)饲喂断奶仔猪,研究其对仔猪生长性能的影响和抗产肠毒素大肠杆菌(enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)感染的效果。选取28日龄体重相近的健康断奶仔猪36头,随机分为3组(重组屎肠球菌组、空载体组和培养基组),每组3个重复,每个重复4头仔猪。重组屎肠球菌组和空载体组分别饲喂添加pNZ8112-PLFcin/Ef(6×1012 CFU/kg)和pNZ8112/Ef(6×1012 CFU/kg)的基础日粮,而培养基组饲喂含有相同体积的GM17液体培养基的基础日粮。试验期26d。结果显示,与培养基组相比,重组屎肠球菌组断奶仔猪的平均日增重极显著提高(P<0.01);料重比显著降低(P<0.05);腹泻率明显降低,肠道菌群的均匀度和多样性指数均下降。为进一步探究表达猪乳铁蛋白肽的重组屎肠球菌对断奶仔猪抵抗ETEC感染的保护作用,在连续饲喂21d后,每个重复中随机挑选1头体况相近的断奶仔猪灌服ETEC。结果发现,与培养基组相比,攻菌后重组屎肠球菌组断奶仔猪血清白细胞介素-2(IL-2)、免疫球蛋白G(IgG)含量、肠黏液中分泌型免疫球蛋白A(sIgA)水平均显著升高(P<0.05);脾脏指数显著提高(P<0.05),但胸腺指数、肠段长度及重量则均无显著差异(P>0.05)。综上所述,表达猪乳铁蛋白肽的重组屎肠球菌能够起到促进断奶仔猪生长及抗ETEC感染的保护作用。

重组猪乳铁蛋白N端的高效表达及抑菌活性检测

为获得表达猪乳铁蛋白基因的重组菌株,并检测其表达的重组猪乳铁蛋白抑菌活性,应用RT-PCR方法从泌乳3d后母猪乳腺组织中扩增了猪乳铁蛋白N端1077bp的PLF-N基因片段,与GenBank上发表的4株猪乳铁蛋白基因序列相比,核苷酸同源性均达到99%以上。为了得到高表达量的PLF-N基因,以扩增的PLF-N片段为参考模板,经过密码子优化,全基因合成了编码猪乳铁蛋白N端的基因PLF-NS。将其定向插入到原核表达载体pET-30b中,转化大肠杆菌BL21,获得了表达PLF-NS的重组菌pET-PLF-NS/BL21;经IPTG诱导,并对表达条件进行优化,以及通过SDS-PAGE和Western blotting分析均表明猪乳铁蛋白得到了正确表达,其产物分子量约为42kDa,最优表达条件下蛋白表达量占菌体总蛋白的32%,表达产物以包涵体形式存在。包涵体经裂解、纯化、复性处理后纯度达到98%。用琼脂孔穴扩散抑菌法检测表明重组猪乳铁蛋白具有明显的抑菌作用。表明通过基因优化对表达量低的基因进行改造使之高效表达,是一种提高表达效率的有效手段。

猪乳铁蛋白在4种重组乳杆菌中的表达及抑菌活性比较

为了获得优化的猪乳铁蛋白乳杆菌表达系统,并比较重组猪乳铁蛋白的抑菌活性,根据乳杆菌使用密码子的偏嗜性优化合成猪乳铁蛋白成熟肽编码序列,将其克隆到乳杆菌表达载体pPG612.1的XhoⅠ/BamHⅠ位点,获得了plf乳杆菌表达载体质粒pPG612.1-plf。将获得的重组质粒分别电转化入干酪乳杆菌ATCC393、戊糖乳杆菌KLDS1.0413、植物乳杆菌KLDS1.0344和副干酪乳杆菌KLDS1.0652细胞内,获得4种表达猪乳铁蛋白的重组乳杆菌。经木糖诱导,通过Western blotting和激光共聚焦检测重组猪乳铁蛋白的表达,用ELISA方法检测和比较4种重组菌上清中表达猪乳铁蛋白的量,并用琼脂孔穴扩散抑菌法检测4种重组乳杆菌表达乳铁蛋白的抑菌活性。结果表明,乳铁蛋白在4种重组乳杆菌中均得到正确表达,其产物分子量约73 kDa,重组干酪乳杆菌、重组戊糖乳杆菌、重组植物乳杆菌和重组副干酪乳杆菌的重组猪乳铁蛋白表达量分别为9.6μg/mL、10.8μg/mL、12.5μg/mL、9.9μg/mL。重组猪乳铁蛋白对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、巴氏杆菌和李氏杆菌均有一定的抑菌作用,对金黄色葡萄球菌的抑菌作用最强,且4种重组乳杆菌中重组植物乳杆菌表达产物的抑菌效果优于其他重组菌的表达产物。结果表明在4种乳杆菌中重组猪乳铁蛋白的最佳表达系统为植物乳杆菌,该结果为猪乳铁蛋白的乳杆菌表达系统进一步开发与应用奠定了基础。

转基因拟南芥中外源基因的Southern blot检测

外源基因在转基因植物的稳定表达是获得理想转基因植物的首要条件。在我们进行的转基因植物研究中,根据转基因植物所带有的转基因成分和标记基因的DNA序列,采用Southern blot技术对转基因植物中的猪α-乳清蛋白基因和标记基因的拷贝数进行了分析。结果表明:外源基因的拷贝数和外源基因的稳定表达相关。

人溶菌酶基因的密码子优化设计及生物信息学初步分析

对猪乳蛋白密码子使用偏好性进行了分析,并基于其使用规则,在不改变编码氨基酸序列的基础上对人溶菌酶基因hLYZ的密码子进行了优化设计和生物信息学初步分析。研究结果表明,人hLYZ基因与猪乳蛋白相关基因的密码子使用频率存在明显差异,优化前后猪乳蛋白偏好性hLYZ基因(LYZ-Cas)共改变了109个碱基,约占hLYZ基因碱基总数的24.38%,G+C含量由47.0%下降至43.8%。改造前后hLYZ基因CDS序列所翻译的氨基酸序列比对结果显示,其氨基酸序列没有发生变化,二级结构预测及Nc值计算显示,其能够在猪乳中相对高效表达。本研究旨在分析并比较优化前后hLYZ基因密码子的生物信息学变化,使其在猪乳蛋白中高效表达,对于生产富含人溶菌酶的hLYZ转基因克隆猪具有重要的理论意义,并且对于提高仔猪成活率,防治哺乳动物乳腺炎,提高乳品质等方面具有巨大的应用潜力。