海洋所在對(duì)蝦WSSV“疫苗”餌料硅藻細(xì)胞工廠研制方面獲新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所藻類(lèi)生理過(guò)程與精準(zhǔn)分子育種研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合甲殼動(dòng)物生殖發(fā)育與遺傳工程研究團(tuán)隊(duì)在研制精準(zhǔn)防控白斑綜合征病毒(WSSV)的對(duì)蝦口服“疫苗”餌料硅藻細(xì)胞工廠方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了高效合成對(duì)蝦WSSV包膜蛋白VP28“疫苗”的硅藻工程藻株,作為口服“疫苗”可顯著提高凡納濱對(duì)蝦抗WSSV能力及存活率,為凡納濱對(duì)蝦健康養(yǎng)殖提供了綠色、高效和便捷的WSSV防控策略。相關(guān)研究成果在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域國(guó)際期刊Aquaculture上發(fā)表。
對(duì)蝦養(yǎng)殖是全球水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要組成部分,也是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的重要支柱。然而,病害頻發(fā)始終是制約對(duì)蝦養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。WSSV是危害最為嚴(yán)重的病毒性病原之一,具有傳播速度快、致死率高、暴發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn),一旦發(fā)生流行,往往會(huì)造成養(yǎng)殖對(duì)蝦急性死亡,并給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。目前,針對(duì)WSSV仍缺乏低成本、規(guī)?;⒁撞僮鞯挠行Х揽胤椒?。因此,開(kāi)發(fā)隨飼料遞送的口服“疫苗”,是提升對(duì)蝦病害綠色防控能力和保障產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重要方向。VP28是WSSV的重要包膜蛋白,在病毒感染過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,是WSSV“疫苗”開(kāi)發(fā)的重要候選抗原。三角褐指藻是海洋硅藻模式物種,具有遺傳操作體系成熟、生長(zhǎng)速度快、培養(yǎng)周期短等優(yōu)勢(shì),同時(shí)也是魚(yú)、蝦、貝等水產(chǎn)動(dòng)物的餌料或飼料成分,兼具生物制造底盤(pán)和飼料應(yīng)用載體的雙重優(yōu)勢(shì),是水產(chǎn)口服“疫苗”創(chuàng)制的理想體系。
該團(tuán)隊(duì)根據(jù)三角褐指藻密碼子偏好性特點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)了VP28序列,構(gòu)建了含VP28的適配硅藻人工染色體,基于無(wú)損傷細(xì)菌接合轉(zhuǎn)移技術(shù)創(chuàng)制了三角褐指藻細(xì)胞工廠。分別從DNA、mRNA和蛋白等不同維度證明了VP28在三角褐指藻細(xì)胞工廠中高效合成。研究團(tuán)隊(duì)大規(guī)模培養(yǎng)了三角褐指藻細(xì)胞工廠,優(yōu)化并制備了藻粉和飼料比例,多批次、連續(xù)飼喂凡納濱對(duì)蝦,并進(jìn)行了WSSV攻毒實(shí)驗(yàn)。多輪對(duì)蝦實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,飼喂VP28轉(zhuǎn)化藻粉的對(duì)蝦在攻毒后表現(xiàn)出更高的存活率;其中,VP28轉(zhuǎn)化藻粉飼喂組對(duì)蝦在攻毒后第3天的存活率為65%,高于普通飼料組的21%,具有明顯的防控效果。以上研究表明,三角褐指藻可作為WSSV候選抗原VP28的口服遞送載體,證明了餌料硅藻用于水產(chǎn)口服“疫苗”開(kāi)發(fā)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

圖1?VP28轉(zhuǎn)化藻株在DNA、mRNA和蛋白水平驗(yàn)證
表1?WSSV感染凡納濱對(duì)蝦后4天內(nèi)的存活率

注:1組投喂添加轉(zhuǎn)基因VP28藻粉的飼料,2組和3組投喂飼料。1組和2組通過(guò)注射WSSV進(jìn)行攻毒,3組注射PBS作為對(duì)照。
研究論文的第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所博士研究生楊文婷,通訊作者為高山研究員和王廣策研究員,合作者還包括李詩(shī)豪研究員等。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文信息:
Wenting Yang, Shihao Li, Xin Li, Xi Qiang, Xuehua Liu, Songcui Wu, Xiujun Xie, Shan Gao*, Guangce Wang*. A novel oral vaccine system for sustainable aquaculture based on live feed diatom: With white spot syndrome virus as an example. Aquaculture, 2026. 623:44128.
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