紫堇属的系统学研究

紫堇属（Corydalis DC.），广义罂粟科Papaveraceae的最大属，隶属于荷包牡丹亚科Fumarioideae的紫堇族Corydaleae，属内440余种，广布于北温带地区。我国产300余种，大部分种类为特有且狭域分布。本属形态多变，且网状进化明显，分类上十分困难。首先，鉴于对本属的系统划分及组间关系上所存较多争论，我们期望通过本研究获取一更自然的分类系统并追述真实的属下辐射进程。 研究内容包括两部分：分子系统学及孢粉学。 选取紫堇属100余种，几乎包括各组代表，通过测取叶绿体rps 16及matK序列信息，重建本属系统发育，实验获得98种rps16和78种的matK序列数据。分析显示，两个序列信息分别构建的系统树拓扑结构一致，支持5个分支结构。一些组的系统位置得以确定，一些类群的分类等级被界定，组间发育关系与传统观点差异显著。 根据对130余种，几含全部组代表的孢粉学研究观察，其结果支持分子系统学所得的多数结论，其它部分结论如下：1. 大叶紫堇组及高紫堇组所具的孢粉形态为次生性状，是由更原始的近光滑型及穿孔型演化而来;2. 糙果紫堇组，曲花紫堇组，鳞茎紫堇组做为近缘组，孢粉形态复杂而特化，组内个别系的孢粉形态与其它系的差异大于属下组间，如：Sect. Rupiferae Ser. Feddeana 该系种类外壁纹饰更近于穿孔型。3.刻叶紫堇组是一不自然的类群，支持其中个别种类与毛茎紫堇组这一单型组近缘。此外，也探讨了本属植物孢粉形态的演化趋势。 综合考虑两项研究的结果，结合形态信息，主要结论有： 其一：直茎黄堇组所代表的形态特征，如：植株具主根;叶羽状;花具短距，黄色;花柱柱头简单，乳突不为双生等, 具稀穿孔的近光滑孢粉外壁纹饰等为本属的原始形态特征。 其二：个别形态上一致的种类，实源于趋同进化，系统发育上即非一自然类群，化归为一类也无法真正体现属下真实的网状进化及形态趋同过程，如糙果组及鳞茎组两者的部分种类应并入曲花紫堇组，并且，后者应至少分立出大海黄堇组，并属于不同的亚属;同时，多叶紫堇组与钩距黄堇组近缘;大叶紫堇组与高紫堇组近缘;空根紫堇组与叠生延胡索组等块茎类关系极为密切。 其三：与传统处理不同，主张划分本属为5亚属，即：直茎亚属Subg. Cremnocapnos;黄堇亚属Subg. Sophorocapnos;延胡索亚属Subg. Corydalis;曲花亚属Subg. Rapiferae (C.Y.Wu et H. Chuang) Y. W. Wang stat. nov.;簇根亚属Subg. Fasciculatae (Maxim.) Y. W. Wang stat. nov.。 其四：推测本属植物在其演化历史上发生过至少两次较大规模的分化，第一次发生在晚白垩纪，期间适应各种气候类型的多年生原始种类出现;至第三纪早期开放的白令海峡允许不具长距离扩散能力的陆地植物类群扩散到北美;第二次发生在喜马拉雅隆升过程中，区域的气候变化使须根类群迅速发展，并形成该属位于青藏高原及横断山区的现代分布中心。

DILUTE SOLUTION PROPERTIES OF RING-SHAPED POLYSTYRENE II. THE SECOND VIRIAL COEFFICIENTS

Using a low angle laser light scattering photometer (LALLS) the second virial coefficients(A_2) of ring-shaped and linear polystyrene (RPS and LPS) samples were determined in both toluene and butanone solutions. The A_2 of RPS in the good solvent (toluene) is smaller than that of LPS with the same molecular weight, but in the poor solvent (butanone) these two are very close. For RPS in the molecular weight range of 4×10~4——2.2×10~5, we haveA_(2r)=1.28×10~(-2)M_w~(-0.283) (Toluene 25℃) and A_(2r)=5.06×10~(-2...

Isolation and analysis of the vaccine potential of an attenuated Edwardsiella tarda strain

Edwardsiella tarda is an important aquaculture pathogen that can infect a wide range of marine and freshwater fish worldwide. In this study, a modified E. tarda strain, TX5RM, was selected by multiple passages of the pathogenic E. tarda strain TX5 on growth medium containing the antibiotic rifampicin. Compared to the wild type strain, the rifampicin-resistant mutant TX5RM (i) shows drastically increased median lethal dose and reduced capacity to disseminate in and colonize fish tissues and blood; (ii) exhibits slower growth rates when cultured in rich medium or under conditions of iron depletion; and (iii) differs in the production profile of whole-cell proteins. The immunoprotective potential of TX5RM was examined in a Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) model as a vaccine delivered via intraperitoneal injection, oral feeding, bath immersion, and oral feeding plus immersion. All the vaccination trials, except those of injection, were performed with a booster at 3-week after the first vaccination. The results showed that TX5RM administered via all four approaches produced significant protection, with the highest protection levels observed with TX5RM administered via oral feeding plus immersion, which were, in terms of relative percent of survival (RPS), 80.6% and 69.4% at 5- and 8-week post-vaccination, respectively. Comparable levels of specific serum antibody production were induced by TX5RM-vaccinated via different routes. Microbiological analyses showed that TX5RM was recovered from the gut, liver, and spleen of the fish at 1-10 days post-oral vaccination and from the spleen, liver, kidney, and blood of the fish at 1-14 days post-immersion vaccination. Taken together, these results indicate that TX5RM is an attenuated E. tarda strain with good vaccine potential and that a combination of oral and immersion vaccinations may be a good choice for the administration of live attenuated vaccines. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Construction and analysis of an experimental Streptococcus iniae DNA vaccine

Streptococcus iniae is a severe aquaculture pathogen that can also infect humans and animal. A putative secretory antigen, Slat 0, was identified from a pathogenic S. iniae strain by in vivo-induced antigen technology. Using turbot as an animal model, the immunoprotective effect of Sia10 was examined as a DNA vaccine in the form of plasmid pSia10, which expresses sia10 under the cytomegalovirus immediate-early promoter. In fish vaccinated with pSia10, transcription of sia10 was detected in muscle, liver, spleen, and kidney at 7, 14, 21, 28, 35, 42, and 49 days post-vaccination. In addition, production of Sia10 protein was also detected in the muscle tissues of pSia10-vaccinated fish. Fish vaccinated with pSia10 exhibited a relative percent survival (RPS) of 73.9% and 92.3%, respectively, when challenged with high and low doses (producing a cumulative mortality of 92% and 52%, respectively, in the control groups) of S. iniae. Immunological and transcriptional analyses showed that vaccination with pSia10(i) induced much stronger chemiluminescence response and significantly higher levels of nitric oxide production and acid phosphatase activity in head kidney macrophages; (ii) caused the production of specific serum antibodies, which afforded apparent immunoprotection when transferred passively into naive fish; and (iii) upregulated the expression of the genes encoding proteins that are possibly involved in both innate and adaptive immune responses. Taken together, these results indicated that pSia10 is an effective vaccine candidate and may be used in the control of S. iniae infection in aquaculture. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

迟缓爱德华氏菌III型分泌系统(T3SS)输送器蛋白及分子伴侣的研究

迟缓爱德华氏菌（Edwardsiella tarda）是重要的革兰氏阴性致病菌，可以感染包括人类在内的多种动物。由迟缓爱德华氏菌引发的爱德华氏菌病已经在许多水产养殖动物中被发现，每年给淡水和海水水产养殖业带来巨大的损失。目前为止对于迟缓爱德华氏菌病的防治以化学治疗为主，疫苗的研究还在进行中。III型分泌系统（T3SS）是E. tarda重要的致病因子，虽然T3SS基因簇的结构及部分基因的功能得到了初步研究，但其作用机制还未得到阐明。本研究着重开展了迟缓爱德华氏菌T3SS输送器蛋白EseC的分子伴侣的鉴定及功能研究，并对输送器蛋白及其免疫功能进行了初步探讨，希望进一步地了解T3SS在E. tarda致病中的功能及其在疫苗研制中的作用。 一、迟缓爱德华氏菌III型分泌系统（T3SS）输送器蛋白EseC分子伴侣的鉴定和功能研究 以前的工作表明，EseB、EseC和EseD蛋白是E. tarda T3SS输送器蛋白的组成成分，在分泌到细菌细胞外后可以组成输送器装置。分子伴侣对于输送器蛋白的稳定和分泌具有重要的作用，EscC已经被鉴定为EseB和EseD的分子伴侣，而EseC的分子伴侣还没有得到鉴定。在本实验中，我们以EseC作为研究对象，主要开展了EseC分子伴侣鉴定的研究。 生物信息学分析表明，在E. tarda T3SS基因簇上的escA基因与eseC相邻，其编码的蛋白形成一个大的螺旋结构，为分子量较小（17.5kD）的酸性蛋白（pI 4.79），并与已鉴定的分子伴侣具有序列的同源性，这些符合细菌T3SS分子伴侣的特征。研究发现，EscA蛋白分布在细菌的细胞质和细胞膜上。在escA基因缺失后，大大降低了EseC分泌到细菌细胞外的量，同时EseC蛋白在细菌细胞质中的积聚量也减少，当escA基因缺失突变株得到escA基因互补后，EseC的分泌和在细胞质内的积聚恢复到了野生型菌株水平。氯霉素阻断蛋白质合成的实验发现，当细菌不表达EscA的情况下，EseC蛋白逐渐降解，说明了EscA可以影响EseC在胞质中的稳定。蛋白体外结合试验和免疫共沉淀实验发现，EseC和EscA在体外可以结合，在细菌细胞质中也可以相互结合，表明EseC和EscA可以相互作用。上述结果表明，EscA是EseC的分子伴侣。 在确定了EscA是EseC的分子伴侣之后，我们进一步确定EscA对EseC表达的影响，以及两者相互作用的结构域。通过检测转录水平和翻译水平的EseC-LacZ融合蛋白表达情况，发现在EscA缺失的情况下，EseC的转录水平没有变化，而翻译水平下降，表明EscA对EseC的影响在转录后水平。通过构建含有部分结构域缺失的escA或eseC的体外共表达体系，并进行Western blot分析，确定了EseC的31-137氨基酸序列为与EscA结合的区域，而在EscA中并没有找到与EseC结合的区域。EseC的31-137氨基酸片段缺失后，EseC的分泌和在E. tarda细菌细胞中的积聚下降，其下降幅度与escA突变株相当，进一步表明EseC的31-137氨基酸为与EscA相互作用的区域。最后人工感染实验表明，分子伴侣EscA及其与EseC的相互作用对E. tarda的致病力有影响。 二、迟缓爱德华氏菌T3SS输送器蛋白的研究 一些研究表明，T3SS在细菌与宿主相互作用的过程中表达，在体外诱导的条件下也可表达。为了确定E. tarda T3SS体外诱导表达的条件，我们检测了不同培养温度、pH条件下，E. tarda T3SS输送器蛋白表达的情况。研究表明，37°C条件下，E. tarda生长快，T3SS的输送器蛋白表达较低；28°C条件下，T3SS的输送器蛋白表达最高，而在20°C条件下，没有检测到T3SS输送器蛋白的表达。在28°C和37°C的培养条件下，中性和碱性相对酸性来说适合细菌的生长和T3SS输送器蛋白的表达。我们分析了E. tarda野生型和输送器蛋白突变株中的输送器蛋白的细胞分布，并据此推测输送器形成的机制。单一输送器蛋白的缺失不影响其它两个输送器蛋白的积聚，而输送器蛋白的分泌之间存在一定的相互影响。 通过检测输送器蛋白突变株ΔeseB, ΔeseC, ΔeseD生长、泳动、自凝聚和溶血能力的变化，发现在输送器蛋白基因缺失后，体外培养的E. tarda的生长速度变慢，泳动、自凝聚和溶血能力也变弱，说明了输送器蛋白在细菌的生长和功能行使中的重要作用。 为了检测输送器蛋白的免疫保护效果，我们克隆了eseD基因，将其在表达菌株BL21(DE3)中进行表达，并将重组表达的EseD蛋白经Ni-NTA树脂进行纯化。以EseD纯化蛋白作为蛋白抗原对大菱鲆进行注射，EseD蛋白表现出了对鱼类的免疫原性，其抗体效价在第7周达到了最高，为1：5120。攻毒实验表明该蛋白对于保护大菱鲆免疫E. tarda的感染具有帮助作用，在105cfu攻毒浓度下大菱鲆的相对存活率(RPS)为62.5%。结果说明EseD蛋白可以作为蛋白抗原疫苗的候选，并能够在保护鱼类免疫爱德华氏菌病中发挥作用。

弧菌琼胶酶和丝氨酸蛋白酶的筛选、分析以及免疫应用

从山东黄岛海水养殖场分离到一株弧菌V134，从中克隆得到琼胶酶基因agaV，并将其在大肠杆菌中表达，纯化得到重组的琼胶酶AgaV。酶活分析发现该琼胶酶的最适温度在40℃左右，对pH比较敏感，pH 7.0时具有最高的琼胶裂解活性。对AgaV进行了两种应用性探索：（1）利用AgaV从琼脂糖凝胶中回收DNA，回收效率可达90%以上；（2）利用agaV作为报告基因构建了捕获分泌序列的载体pBU，并用其从革兰氏阳性细菌（G+菌）和革兰氏阴性细菌（G-菌）中筛选出了一系列分泌蛋白。将利用pBU从一株哈维氏弧菌T4中筛选出的6个分泌蛋白分别进行基因克隆、蛋白表达纯化和牙鲆免疫实验，发现其中一个蛋白，命名为DegQVh，具有免疫保护效应，其免疫保护率（RPS）可达64%。为了提高DegQVh的免疫保护效应，将AgaV的分泌结构域与DegQVh融合，构成融合抗原AgaV－DegQVh。利用大肠杆菌作为载体菌构建了AgaV－DegQVh融合抗原递呈系统，用其作为疫苗进行免疫，发现其RPS可达到95%。酶活分析表明DegQVh在50℃、pH 8.0时具有最高的活性。突变分析表明83位的组氨酸、113位的天冬氨酸和188位的丝氨酸以及两个PDZ结构域是DegQVh活性所必需的。表达分析发现degQVh表达受温度和细胞浓度调控，并且其上游有一个受E调控的启动子。进一步的分析发现DegQVh能够与大肠杆菌的DegP功能互补。