《新型盐藻表达系统在动物病毒性疾病防控中的应用》

所属科学技术领域:该研究成果属于农、林、牧、渔业,研究方向为分子生物学方向。

主要技术内容:可用的表达系统有细菌、酵母、动植物细胞、病毒系统、动植物体等,但每个表达系统均存在着诸多不足之处,限制了其实际生产应用。为此,开发新型表达系统一直为分子生物学研究领域的热点之一。盐藻是生活在咸水中的一种单细胞真核藻类,由于其自身具有其它表达系统无法比拟的优点,如其本身天然可食,用于提高免疫力和抵抗力;属于光能自养型生物,成本低廉;遗传操作简单,便于外源基因的生产;属于真核细胞,产生天然的高活性蛋白等等。为此,盐藻被开发作为一种新型表达系统,主要用于外源性蛋白的表达。主要技术创新点如下:

1、率先进行了盐藻表达系统的开发应用工作。尝试将盐藻细胞开发作为表达系统,在无有效的基因遗传操作工具背景下,工作难度和复杂度非常高。该项目通过大量克隆和鉴定盐藻内源性基因调控元件(启动子、筛选标记、增强子等序列)、构建多个重组载体(细胞核、叶绿体转化载体)、建立不同转化方法(玻璃珠法、自转化法、穿膜肽法)、转化盐藻细胞核和叶绿体等体系,成功将外源基因转入盐藻细胞。该工作为推动盐藻表达系统的建立和应用奠定了先驱式的工作基础,对今后完善盐藻表达系统的工作具有重要的参考和指导意义。2、创新性探索了抗WSSV感染活体疫苗的制备:WSSV是威胁对虾业的头号病原体,对其还没有有效的预防和治疗方法。利用盐藻、WSSV和对虾三者之间存在的天然联系,该项目尝试制备表达WSSV VP28囊膜蛋白的工程藻株,以此转化藻株作为口服疫苗直接应用于虾体,探索是否能够预防该病毒病的发生与发展。研究结果显示:工程藻株对虾体具有59%保护效率,这也是国内首个有效防治WSSV感染的成果,为对虾白斑病的发生与发展提供了有效的防治途径。3、首次进行不同外源基因的盐藻转化工作:为查明不同类型外源基因在盐藻细胞表达的可行性,项目进行了H5N1亚型禽流感病毒HA基因及禽类重组融合型干扰素基因的表达研究。结果显示:该课题将禽流感病毒中感染性最强、致死率最高、流行最广的病毒H5N1 HA基因成功转入盐藻细胞,免疫鸡体后产生了很好保护作用。新型禽类融合通用型干扰素基因得以成功表达,为禽类养殖业防治病毒性疾病的发生与发展提供了有效途径。

取得国家发明专利及发表论文情况:项目主持人一作发表论文10篇,其中SCI论文6篇,其中1区1篇,2区1篇,3区1篇,4区3篇;中文核心期刊4篇;获批国家发明专利3项(ZL201110298734.9,ZL201110431191.3,ZL201210000741.0,);在该项目的资助下,后期又获得1项国家自然科学基金资助课题。

应用推广及效益情况:该项目的研究成果经郑州融瑞祥动物药业有限公司、河南天昊鸿发生物科技有限公司、郑州联河惠华农牧科技有限公司等单位在全国范围内应用推广,均取得了显著的经济效益和社会效益:1、经济效益:制备的工程藻株直接作为口服活体制剂应用于水产和家禽养殖,产生了显著的抗病毒保护作用,新增销售额突破4000万元,新增利润突破1000万元。同时,工程藻株也可作为饲料添加剂、水质改良剂应用到甲壳类动物和家禽的饲料加工业中。2、社会效益:动物药物领域:工程藻株作为口服活体制剂发挥抗病毒作用,在水产动物和家禽养殖药品领域增加了有效品种,使得该领域有新的制剂得以应用。饲料加工业:该产品可作为饲料原料或饲料添加剂等形式得以应用,在水产养殖和家禽养殖饲料加工领域显示出广阔应用前景;水质调控领域:该工程藻株对养殖水体的调节、改良等方面具有显著的作用。

成果说明

本研究成果经过:郑州融瑞祥动物药业有限公司、河南天昊鸿发生物科技有限公司、郑州联河惠华农牧科技有限公司等公司推广应用,直接经济效益4000余万元,上交税收达到567.38万元。 推广应用范围情况:主要涉及到江南、华南、华中、华北等区域,其中水产应用主要集中在我国沿海城市和淡水养殖集中省份地市。主要产品形式为饲料添加剂和水质调节剂等。

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