鸡干扰素生物反应器研究

• 收藏
• 分享

获奖名称：

科技进步奖

获奖区域：

贵州省

获奖等级：

三等奖

主要完成人：

赵德刚; 宋莉; 吴拥军; 吕立堂; 李建容; 李岩; 赵懿琛; 赵丹; 秦利军; 曾晓芳; 黄小贞; 冯怡

关键词：

鸡干扰素;  干扰素;  鸡;  研究;  反应器;  生物反应器;  干扰;  生物; 

第一完成单位：

贵州大学

获奖时间：

2016

项目名称：

喀斯特山区特有作物优异基因资源发掘与转基因安全关键技术研究及应用

联系人：

王爱华

联系电话：

0851-88292398

电子邮件：

st@gzu.edu.cn

邮编：

地址：

贵州省贵阳市花溪区

合作完成单位：

单位电话：

0851-88292224

传真：

0851-83621956

网址：

推荐单位(专家)：

贵州大学

摘要：

（1）课题来源与背景 本成果是在与美国康涅狄格大学遗传工程学教授Yi.Lee和分子细胞生物学教授Philip I. Marcus合作研究的基础上，先以自选项目开展研究，随后得到贵州省优秀科技教育人才省长专项、国家科技支撑计划课题和国家转基因生物新品种培育重大专项课题资助，经过10余年深入研究所取得的。 （2）技术原理及性能指标 本成果开发了表达产生具有抗病毒活性的ChIFN转基因植物和转基因酵母生物反应器。成果技术原理是重组ChIFN通过口腔时能引起粘膜免疫反应，从而达到提高机体免疫力的目的。其中，α 干扰素（IFN-α）能与病毒靶细胞的细胞膜特异受体结合，激活并引起细胞内系列干扰素（IFN）应答基因表达，使细胞产生抗病毒蛋白抑制病毒复制；γ 干扰素（IFN-γ）是通过提高病毒感染细胞表面的组织相容性复合体（MHC）表达，增强免疫系统对感染细胞的识别和杀灭能力，协同清除病毒。 主要成果内容及性能指标包括： ① 创制了转ChIFN基因植物生物反应器。在转基因烟草表达ChIFN基因研究工作的基础上，进一步开创了利用超声波辅助农杆菌介导的高效植物遗传转化技术。设计油菜油脂特异启动子napin驱动ChIFN基因表达元件导入油菜，为油菜籽饼粕作为含ChIFN的蛋白饲料奠定了基础。构建高效植物表达载体转化豆科牧草百脉根，研发直接饲喂的含有ChIFN的抗病牧草。创制了转ChIFN基因植物（油菜、百脉根）生物反应器，表达的重组ChIFN具有抑制滤泡性口炎病毒（VSV）和鸡新城疫病毒（NDV）增殖的活性，能提高雏鸡免疫力和促进生长发育。 ② 创制了ChIFN酿酒酵母生物反应器。参照重组大肠杆菌生产人干扰素的思路，研制饲料微生态益生菌--酿酒酵母菌生产ChIFN的酿酒酵母生物反应器。获得了含有ChIFN-α和ChIFN-γ目的基因的ChIFN酿酒酵母工程菌。转基因酿酒酵母生物反应器表达的rChIFN-α和rChIFN-γ均对传染性法氏囊病毒（IBDV）具有抑制活性；饲喂rChIFN-α、rChIFN-γ工程菌粉，可实现对NDV攻毒雏鸡的保护。建立了rChIFN工程酵母的100L中试发酵和低温冷冻干燥工艺，并制定其中试生产规程和质量检测标准。重组酵母生物反应器生产的ChIFN酵母粉活性高、营养好、安全。 ③ 建立了rChIFN转基因植物和酵母粉的直接饲喂体系。创新性研究和证明了通过口服喂养途径，可以实现重组ChIFN（rChIFN）对家禽机体的免疫保护和促进增重作用。建立了雏鸡免疫、增重的rChIFN转基因植物的直接饲喂体系；建立了雏鸡免疫预防、治疗的rChIFN重组酵母添加剂的直接饲喂体系。 上述成果已达到预期的性能指标，建立的转ChIFN基因植物生物反应器技术和重组酵母菌表达rChIFN技术具有显著的抗病毒活性和饲用安全性，能大幅度降低ChIFN生产成本。转基因烟草按100U-1000U /羽添加饲喂可获得良好的免疫效果，参照此结果折算，1亩油菜和百脉根牧草分别能满足6.4万羽以上和6.6万羽以上雏鸡的免疫保护需要；转基因植物生物反应器生产的rChIFN-γ生产成本仅为1.44×10-5元/IU，1千羽雏鸡的治疗成本和免疫成本分别为4.32元和1.44元。经测算，100L发酵罐生产的重组复合酵母粉可满足3千羽雏鸡治疗和3.4万羽雏鸡免疫预防需要；转基因酵母反应器生产的rChIFN-α生产成本为6.27元/IU，1千羽雏鸡的治疗成本为767元，其免疫成本更低，1万羽雏鸡的免疫成本仅为0.78元。 （3）技术的创造性与先进性 经科学技术部西南信息中心查新和项目组自己检索，本团队创新性研制出的转基因植物生产技术及表达ChIFN的油菜籽、百脉根牧草以及酿酒酵母生物反应器，在国内外均未见到报道，为首次创制。首次证明饲喂本生物反应器生产的rChIFN-α和rChIFN-γ能发挥免疫调节和抗病毒活性，显著抑制至少三种病毒的增殖，降低病毒感染雏鸡死亡率，保护率高达71%以上和80%以上，对进一步开发功能性青饲料和饲料益生菌添加剂具有重要的价值。创制的ChIFN酿酒酵母生物反应器生产产品，其质量和安全性均远远超过国家标准的要求。成果处于国际先进水平。 （4）技术的成熟程度、使用范围和安全性 获得转ChIFN基因植物生物反应器的技术体系具有巨大的潜在价值。该技术再结合本研究团队研制的安全转基因技术，能保障转基因植物产生的花粉和种子不会扩散到环境中，能有效防止基因逃逸，该转基因植物生物反应器具有很好的生态安全性。建立的rChIFN酵母生物反应器中试生产工艺生产的rChIFN-α、rChIFN-γ重组酵母产品，其有害微生物及重金属含量均符合国家标准要求。研制的转基因植物和转基因酿酒酵母生物反应器生产的rChIFN能抑制VSV、IBDV、NDV等几种病毒增殖，饲喂后可有效降低病毒感染雏鸡死亡率。技术基本成熟，产品使用安全，具有作为抗病毒饲料添加剂使用的重要价值。 （5）应用情况及存在的问题 研发的ChIFN转基因植物生物反应器及转基因酵母生物反应器，其产品进入试用阶段，在雏鸡疫病防治中获得良好的效果。项目还需进一步争取经费，加大该成果的应用研究。此外，对于转基因植物的商品化种植还需要向农业部申报安全性证书等有关环节。