为生命输送健康源泉——记兽医生物技术国家重点实验室

位于中国北方名城——哈尔滨市的兽医生物技术国家重点实验室，依托于中国农业科学院哈尔滨兽医研究所。经过近20年的发展．已经成为集基础研究和应用研究于一体的、具有一定影响力的实验室。

生物技术在预防兽医学领域的应用及发展趋势

一、生物技术与疾病诊断疾病的诊断是最近二十年受现代生物技术影响最大的领域之一。这种影响主要源于单克隆抗体、核酸探针以及一种可以快速体外扩增基因的PCR等技术的建立。单克隆抗体具有许多常规免疫血清无法相比的优点,尤其是对疫苗免疫动物和自然感染动物的鉴别诊断。

现代生物技术在猪病诊断和防治中的应用

生物技术是指应用生命科学研究成果,以人们意志设计,对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现在,多种猪病混合感染严重威胁着我国的养猪业。本文简述了生物技术在猪病的诊断和防治中的部分应用。生物技术在猪病诊断中的应用主要包括蛋白的克隆表达与纯化技术,从而做成敏感性、特异性高的试剂盒;生物技术在猪病防治中的应用主要包括研单位疫苗、(非复制性及)活载体疫苗和干扰素等。生物技术在猪病的诊断和防治中还有很多其他应用,本文只是抛砖引玉。

我国鸡传染性支气管炎病毒地方分离株生物学特性的研究

从我国新疆维吾尔自治区某鸡场发病症状及病理变化疑似鸡传染性支气管炎的病鸡有出血点病变的腺胃组织中分离病毒 ,在 9～ 11日龄SPF鸡胚上连续传代 9次 ,通过病毒对鸡胚的致病作用、病毒在电镜下的形态观察、病毒在鸡胚中的增殖动态变化、病毒在CEF中的增殖特性、凝集鸡红细胞的特性以及动物回归试验等来研究我国鸡传染性支气管炎病毒地方流行株的生物学特性。结果表明 ,该毒株的第一代尿囊液对鸡胚无肉眼可见的致病作用 ,当继代到第 5代后 ,胚体严重病变 ;电镜观察该病毒为典型的冠状病毒 ;病毒在鸡胚中随着接种病毒时间的延长 ,其效价增高 ,96小时可达到 48小时的 1倍 ,该毒株可在CEF上生长 ,但不能形成明显的蚀斑 ;并且经 1%胰酶处理后可凝集鸡红细胞 ;鸡胚的第 4代尿囊液病毒回归动物体 ,可致鸡病变病死鸡肾脏病变尤为明显 ,呈典型的花斑肾 ,腺胃则未见肉眼可见的病变 ,接种鸡、同居鸡和对照鸡之间NDV疫苗免疫后其HI抗体水平无明显差异 ,但从发病症状来看 。

猪流行性腹泻病毒分子生物学研究进展

猪流行性腹泻病毒在Vero细胞上培养成功后,病毒全基因组的序列和分子结构特征,结构蛋白和非结构蛋白的生物学特性和功能,病原学、血清学和分子生物学的诊断技术,体液免疫、细胞免疫和局部黏膜免疫的机理,疫苗和病毒的细胞受体等方面得到了广泛的研究。但是,与其他冠状病毒相比,猪流行腹泻病毒的研究还比较滞后,许多研究还没有开展或不够深入,为了能加快对猪流行性腹泻病毒研究进程,对其最近的分子生物学研究进展做了综述,为猪流行性腹泻病毒的深入研究提供参考。

H5N1亚型禽流感变异株灭活疫苗种毒Re-4株的生物学特性及免疫原性研究

本实验对经反向遗传方法构建的重组禽流感H5N1亚型变异株灭活疫苗种毒Re-4株的生物学特性及免疫效力进行研究。将Re-4株接种SPF鸡胚后37℃培养72h,鸡胚存活,无病变,HA滴度达29;以0.1mL(106.0EID50/0.1mL)的剂量鼻腔感染4周龄SPF鸡7d后血清HI抗体转阳,无任何症状,也不排毒;SPF鸡静脉致病指数(IVPI)为0;以Re-4重组株为种毒制备灭活疫苗,免疫SPF鸡后,3周后平均HI抗体效价达8.75log2;免疫鸡对亲本强毒株CKSX/06,以及变异株CKNX/06和流行株GSGD/96攻击提供完全保护。以上结果表明变异株灭活疫苗种毒Re-4株对SPF鸡胚和SPF鸡无致病性、适合鸡胚增殖、抗原针对性强,并且以该毒株制备的灭活疫苗具有良好的免疫效力,是研制预防H5N1亚型禽流感病毒山西变异株的理想疫苗种毒株。

传染性支气管炎病毒中国地方分离株RFLP基因分型的研究

为初步确定我国不同地区流行的传染性支气管炎病毒（ＩＢＶ）的基因分型，对分离自国内８个不同地域疫区的ＩＢＶＱＤ、ＧＺ、ＺＺ、ＴＪ、ＤＬ、ＹＣ、ＪＳ１和ＪＳ２及参考株Ｍ４１、Ｈ５２和Ｔ的Ｓ１基因ＲＴ－ＰＣＲ扩增ｃＤＮＡ进行ＨａｅⅢ的ＲＦＬＰ分析。结果，ＱＤ与ＭＤ４１、Ｈ５２同属Ｍａｓｓａｃｈｕｓｓｅｔｅ基因型，ＧＺ、ＺＺ、ＹＣ与Ｔ的基因型相同，ＤＬ、ＪＳ１和ＪＳ２则表现为各自独立的基因型，而ＴＪ则为ＤＬ和Ｔ２种基因型毒株的混合感染，表明我国的广大地域内存在着Ｍａｓｓ基因型、Ｔ基因型和可能的变异株ＩＢＶ的流行。

重组鸡β-防御素6基因的表达和生物学特性的研究

从鸡骨髓细胞中分离提取总RNA,经过RT-PCR扩增出鸡β-防御素-6(AvBD6)基因。经克隆测序表明扩增出的cDNA碱基数为204bp,编码68个氨基酸残基。根据已发现的禽β-防御素和鼠β-防御素-6的氨基酸序列构建系统进化树。发现鸡AvBD6氨基酸序列与鸡AvBD7氨基酸序列同源性最高,为62.7%。将该基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上,进行原核表达。SDS-PAGE电泳表明,表达的重组鸡AvBD6融合蛋白分子量约为32ku。对该重组蛋白进行纯化与体外抗菌活性的测定。结果表明,重组鸡AvBD6融合蛋白对多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌有较高抗菌活性,对大肠杆菌的抗菌活性较弱,对猪霍乱沙门氏菌无抗菌活性。重组鸡AvBD6蛋白对上述细菌的最小抑菌浓度范围为31.25μg/mL～250μg/mL。此外,重组鸡AvBD6蛋白对温度和酸碱度有较高的稳定性。

鹅细小病毒HG5/82株的分离鉴定及生物学特性的研究

本研究通过对1982年黑龙江某鹅场发生的鹅细小病毒病疑似病例的肝病变组织病毒分离,进行回顾性研究。将肝脏加PBS研磨后,-70℃/37℃反复冻融三次,除菌过滤后接种12日龄鹅胚。发现病毒对鹅胚的致死时间为5～6d,胚体体表有轻微出血点。鹅胚尿囊液经磷钨酸染色,可见具有典型特征的细小病毒粒子。将该病毒尿囊液在12日龄鹅胚中连续传16代,随着传代次数的增加,胚体多集中在3～4d死亡。病毒传至第三代时死亡胚体头、颈、背部出现较为严重的出血点,体表有水肿。第五代病毒尿囊液(命名为HG5/82)对12日龄鹅胚的ELD50为10-5.92/0.1mL。将20只12日龄雏鹅分为三个试验组和一个阴性对照组,各组分别接种鹅胚尿囊液104.92ELD50、103.92ELD50、102.92ELD50及生理盐水,发现雏鹅接种HG5/82后4d出现轻微腹泻,随后恢复正常。用套式PCR检测雏鹅肛拭子病毒的体外排放情况。发现三个试验组在接种病毒后1～20d用套式PCR均可检测到病毒。对照组及试验组接种后20～56d没有检测到病毒。将套式PCR产物进行序列测定并于参考毒株进行比较,表明该序列具有GPV相应区域的共同分子特征,与GPV参考毒株B的相应序列同源性达93.6%。本研究结果表明,该分离毒株为典型的鹅细小病毒(GooseParvovirus,GPV),对雏鹅的致病力较弱。

鸭β-防御素10基因的克隆、遗传进化分析及其生物学特性的初步研究

旨在从鸭肝脏组织中克隆鸭β-防御素10(AvBD10)基因,并在原核表达重组鸭AvBD10蛋白,研究重组鸭AvBD10蛋白的体外抗菌活性与理化特性。试验采用RT-PCR法,从鸭肝脏组织中扩增鸭AvBD10基因,测定该基因在鸭各组织器官中的分布;将鸭AvBD10基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上,构建重组表达质粒pGEX-duck AvBD10,将重组质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG诱导表达;亲和层析纯化蛋白,利用薄层平皿琼脂糖孔穴扩散法测定重组鸭AvBD10蛋白的体外抗菌活性与理化特性。结果表明,鸭AvBD10 cDNA大小为169bp,编码55个氨基酸残基,与鸡AvBD10氨基酸同源性为85.5%。该基因仅在不同日龄鸭肝脏与肾脏组织中大量表达。重组鸭AvBD10融合蛋白的分子量约为30 ku,重组蛋白占菌体总蛋白的34%。重组鸭AvBD10蛋白对多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有抗菌活性。结果,从鸭肝脏组织中扩增了鸭AvBD10基因,该基因仅在不同日龄鸭肝脏与肾脏组织中大量表达。重组鸭AvBD10融合蛋白具有广谱抗菌活性,该重组蛋白对温度和酸碱度有很高的稳定性。

禽网状内皮组织增生症流行现状及检测技术研究进展

禽网状内皮组织增生症(RE)是禽类一种重要的致瘤性和免疫抑制性疾病。近年来,国内外鸡群中网状内皮组织增生症病毒(REV)流行比较严重;REV与马立克病病毒(MDV)、鸡贫血病病毒(CAV)和J亚群禽白血病病毒(Avianleukosis virus subgroup J,ALV-J)几种免疫抑制性病毒的混合感染在我国部分养鸡场中均普遍存在,使得鸡群处于免疫力低下的状态,导致禽流感、新城疫等重要疫苗免疫失败,并容易造成继发感染,使疫病的诊断和防控难度加大。另外,REV可以整合到MDV和鸡痘病毒(Fowlpox virus,FPV)基因组中,从而导致商品化疫苗受到污染,并可用做将外源基因插入到鸡和哺乳动物细胞内的表达载体;基于REV传统检测方法的基础上,新型的分子生物学检测技术如PCR、实时荧光PCR、LAMP提高了诊断REV的敏感性和特异性。

一株血清31型猪链球菌的分离鉴定及生物学特性研究

为了检测2015年12月黑龙江省萝北市某猪场2只发病猪的病原,本研究将发病猪迫杀后无菌采集的脑组织于血平板培养基上划线进行细菌分离培养,结果显示在血平板培养基上形成灰白色、半透明、边缘整齐的带有草绿色狭窄溶血环的光滑型圆形小菌落,初步鉴定为革兰氏阳性双球及短链球菌。经猪链球菌(S.suis)种PCR鉴定及血清凝集试验分型鉴定该菌为S.suis血清31型,其毒力基因型为gdh+、mrp-、ef-、sly-、89KPaI-,将其命名为15LB12株。经MLST分型分析,其等位基因图谱为1、35、2、7、1、52、28,经与ST型数据库比对,显示其为ST421。小鼠致病性试验显示,该S.suis可导致小鼠发病及死亡,死亡率为12.5%,并且其可突破血脑屏障引起化脓性脑炎。本研究为了解S.suis的遗传多样性、微进化和毒力提供了新的数据。

一株H10N7亚型禽流感病毒的分离鉴定及生物学特性研究

2013年,从秦皇岛野鸟林鹬体内分离到一株H10N7亚型禽流感病毒(AIV),命名为A/Wood Sandpiper/Qinhuangdao/660-662/2013(H10N7)[简称WSP/QHD/660-662/2013(H10N7)]。本研究对该分离株的全基因序列进行测定,并对其进行致病性研究。基因组序列分析表明:该病毒的HA蛋白裂解位点为334PELMQGRGL343,属于低致病性AIV的分子特征,其HA基因与A/Duck/Hunan/S11205/2012(H10N3)的相似性达到97.90%,NA基因与A/Domestic Duck/Republic of Georgia/1/2010(H10N7)的相似性达到97.46%,内部基因与H9N2等多亚型AIV的相应基因节段具有较高的相似性,推测该分离株可能为一株多亚型流感病毒的重组株。对动物致病性试验结果显示:该病毒可以感染哺乳动物模型BALB/c小鼠,并且仅能够在鼠的肺脏和鼻甲骨粘膜上皮细胞中复制,表明该病毒分离株对小鼠也呈现低致病性。

中国H3亚型流感病毒生态学与分子进化的研究

病毒生态学与分子进化是一门新兴的学科 ,研究病毒在各种环境中的关系 ,可以为今后病毒的研究与防治奠定基础。本研究首次详细对我国 14株鸭、鸡等禽流感和马、猪等动物的流感病毒的生态学与分子进化进行了分析研究 ,初步摸清了这些病毒在我国的流行与进化情况 ,为今后流感病毒疫苗的应用奠定了理论基础 。

蜜蜂KBV和APV病毒RT-PCR检测技术研究

根据蜜蜂克什米尔病毒(Kashmirbeevirus,KBV)和急性麻痹病毒(Acuteparalysisvirus,APV)的RNA聚合酶基因序列,参照DonStoltz报道的引物KBV1、KBV2,美国农业部提供的引物DC62F、DC682R,对美国农业部惠赠的标准KBV和APV的RNA聚合酶基因片段,以及2001-2002年收集到的中国21个省市的180份疑似KBV和APV病蜂RNA聚合酶基因片段进行RT-PCR。对以KBV1、KBV2和DC62F、DC682R为引物扩增出的RNA聚合酶基因片段进行克隆、转化,并对克隆结果测序,证明其可靠性。建立了用分子生物学方法检测蜜蜂KBV和APV病毒的技术,有一定的应用前景。检测结果表明:到目前为止,我国蜜蜂群中未发现KBV和APV病毒病。

重组杆状病毒表达牛β干扰素及其生物学活性研究

本研究构建了表达牛β干扰素的重组杆状病毒,感染sf9细胞后,分别采用免疫荧光和免疫印迹证实了重组BoIFN-β的表达存在于细胞内和培养上清中。采用表达绿色荧光蛋白的水疱性口炎病毒(VSV*GFP)检测分泌到细胞上清中重组BoIFN-β的抗病毒活性,可达到106.0AU/mL。同时重组BoIFN-β还可以激活鸡Mx启动子控制的萤光素酶报告基因的转录表达。综上,本研究采用杆状病毒表达系统,重组牛β干扰素以分泌形式高水平表达,且具有天然Ⅰ型干扰素的生物学活性。

基于Mx启动子和荧光素酶报告基因定量检测鸡Ⅰ型干扰素生物学活性的研究

为了探索并建立快速、敏感、准确的Ⅰ型干扰素生物学活性定量分析方法,本研究克隆了鸡Mx启动子(Mxp),并在其下游连接荧光素酶(Luciferase,luc)报告基因,构建鸡Ⅰ型干扰素活性检测质粒pMxp-luc。以pMxp-luc瞬时转染鸡胚成纤维细胞系DF-1,24 h后用鸡IFN-α/β处理细胞,结果荧光素酶基因在Mx启动子的作用下获得转录表达;荧光素酶的表达量与干扰素的抗病毒活性有着良好的线性相关性,并在干扰素处理细胞6 h后就可以检测;对鸡IFN-α和IFN-β检测的敏感性分别约为抗病毒活性定量检测方法的10和100倍。该检测系统与传统抗病毒定量检测方法相比,具有快速简便、准确敏感、便于高通量检测等优势,在禽类乃至哺乳动物干扰素生物学基础和应用研究及产业化过程中具有重要应用价值。

表达LacZ基因的重组山羊痘病毒的构建及其生物学特征研究

在山羊痘病毒(Goat pox virus,GPV)疫苗株AV41胸苷激酶(Thymidine kinase,TK)基因克隆、鉴定的基础上,构建转移载体质粒。将痘苗病毒(Vaccinia virus,VV)晚期启动子P11和大肠杆菌β-半乳糖苷酶(LacZ)报告基因片段插入含有TK片段同源臂的载体pTK的KpnⅠ酶切位点,经酶切、PCR鉴定筛选出阳性重组子,命名为pTK-LacZ。质粒经纯化后用脂质体法转染感染了GPVAV41株的犊牛睾丸(Bovine testis,BT)细胞,待出现80%以上的细胞病变时收获病毒,经过连续9代蓝色蚀斑筛选、纯化和PCR鉴定,获得纯化的表达LacZ基因、TK功能缺失的重组病毒,命名为rGPV-LacZ。生物学特性研究显示,LacZ基因的插入不影响重组病毒的增殖特性,其毒力、生长特性与亲本株相似,保持原有疫苗株的生长特性,且在BT细胞和羔羊睾丸(Lamb testis,LT)细胞连续传20代遗传性状仍很稳定。本研究筛选、纯化的rGPV-LacZ为进一步研制表达外源基因的重组GPV活载体多价疫苗奠定了基础。

肠炎沙门氏菌tu-fA基因缺失株的构建及其生物学特性研究

为构建肠炎沙门氏菌(S.enterica)tu-fA基因缺失株及鉴定其生物学特性,本实验利用Red重组系统,以pKD3中的FRT-氯霉素抗性(cat^r)基因-FRT序列为模板,利用含有tu-fA基因两端序列的引物,经PCR扩增同源重组DNA片段(tu-fA5'-FRT-cat^r-FRT-tu-fA3'),将该DNA片段电转化于含有质粒pKD46的S.enterica SM6株中进行同源重组,通过氯霉素抗性筛选tu-fA基因缺失的SM6株(SM6△tu-f A::cat),再通过导入质粒pCP20于SM6△tu-fA::cat中敲除cat r基因,从而构建了tu-fA基因缺失株SM6△tu-fA。生物学特性鉴定结果表明,基因缺失株具有良好的遗传稳定性;与亲本株相比,细菌形态未发生明显改变,但基因缺失株体外生长速率略低,利用碳源的能力有所增强;缺失株侵袭Caco-2细胞的能力与亲本株相比有所降低,表明tu-f A基因编码的延伸因子(EF-Tu)在调控细菌侵袭细胞的过程中起着一定的作用。本研究通过构建tu-fA基因缺失的S.enterica株,为进一步研究tu-fA基因编码的EF-Tu的功能奠定基础。