猪繁殖与呼吸综合征病毒Nsp10基因的克隆及表达研究

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[目的]:建立一种能区分PRRS灭活疫苗免疫猪群和野毒隐性感染猪群的PRRS血清抗体ELISA检测方法,为PRSS的临床诊断与预防控制提供参考依据。  [方法]:针对PRRSVNsp10基因合成特异性引物,采用RT-PCR方法对本实验室保存的PRRSVJL分离株核酸提取物进行扩增,回收纯化PCR产物,克隆至pMD18-T载体中,构建重组质粒pMD18-T-Nsp10,将PCR和酶切鉴定为阳性的重组质粒进行测序分析。  采用双酶切方法获取目的基因片段,插入原核表达载体pET-32a上,转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,经不同诱导时间和不同IPTG浓度优化后,对表达产物进行SDS-PAGE和Western-Blotting检测。  采用His·BindPurificationKit对表达产物进行纯化,用作包被抗原,进行各种反应条件的优化,建立一种基于PRRSVNsp10蛋白的间接ELISA方法,并与现行使用的基于N蛋白抗体ELISA检测试剂盒进行比较。  [结果]:RT-PCR扩增结果可见一条与预期大小(717bp)相一致的DNA条带;将目的基因连接至pMD18-T载体并转化大肠杆菌DH5α,提取重组质粒进行双酶切,可观察到大小约为2600bp的载体带和717bp的目的带;取阳性重组质粒进行测序显示,Nsp10基因cDNA全长为699bp,可编码233个氨基酸。  应用生物信息学软件分析结果表明,PRRSVJL株Nsp10基因与PRRSV早期分离株的核苷酸同源性为91.7%~94.0%,氨基酸同源性为97.4%~98.7%;与新近流行毒株的核苷酸同源性为98.3%~98.6%,氨基酸同源性为99.6%~100%。编码的Nsp10蛋白无跨膜结构,含许多抗原指数较高的区域、亲水区域和表面可及性区域,含有9个潜在的抗原决定簇,具备形成抗原表位的良好条件。  将Nsp10基因克隆至表达载体pET-32上,转化至大肠杆菌BL21中进行诱导表达结果显示,在43.4KDa处可见到明显的目的蛋白带,最佳的诱导表达条件是:诱导表达时间4h,IPTG诱导浓度0.2mmol/L;目的基因的表达产物主要以包涵体形式存在,将表达产物进行Western-Blotting检测,结果显示重组蛋白可被PRRSV阳性血清所识别。采用尿素溶解、His·BindPurificationKit纯化后,可得到较纯的Nsp10重组蛋白;取重组蛋白作为包被抗原,建立ELISA方法,结果显示其最佳反应条件是:重组蛋白包被浓度为7.37μg/mL,血清稀释度为1:40,封闭液和血清稀释液以5%脱脂乳为佳,酶标二抗稀释度为1:1000,阴阳性血清临界值为0.32。  应用本次建立的ELISA方法对猪繁殖与呼吸综合征、猪瘟、猪伪狂犬病、猪乙型脑炎、猪口蹄疫及猪圆环病毒感染等阴、阳性血清进行检测显示,只有猪繁殖与呼吸综合征阳性血清OD450值≥0.32,而其它血清样本OD450值均小于0.32;对3份PRRS阳性血清和1份阴性血清进行5次重复检测,其变异系数为2.5%~7.1%;对不同稀释度的阳性血清样本进行检测,结果稀释度为1:800的血清样本仍为阳性。  与N蛋白抗体ELISA检测试剂盒的检测结果参照显示,对于90份PRRS灭活疫苗免疫猪血清样本,用本试验建立的ELISA方法检测抗体阳性率为2.22%(2/90),基于N蛋白检测试剂盒检测的血清抗体阳性率为27.77%(25/90),两者检测结果差异较大;对于113份未免猪血清样本,本试验建立的ELISA方法检测血清抗体阳性率为22.12%(25/113),基于N蛋白检测试剂盒检测结果为25.66%(29/113),差异不明显。  [结论]:  (1)成功克隆出PRRSV贵州JL株的Nsp10基因,经生物信息学软件分析显示该基因编码的Nsp10蛋白具有良好的抗原性。  (2)成功构建了PRRSVJL株Nsp10基因的pET-32a原核表达载体并在大肠杆菌中得到了有效的表达。  (3)成功建立了基于PRRSVNsp10蛋白抗体的间接ELISA检测方法,该方法具有较好的特异性、敏感性和可重复性,基本可以区分PRRS灭活疫苗免疫猪群和隐性感染猪群。
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