研究亮点
发布者:管理员 发布时间:2017-08-09 作者: 来源:
研究亮点一:建立鹿茸生物反应器的研究
本课题组在多年研究的基础上发现了鹿茸发生及再生的关键组织,并确定这些组织含有大约500万个生茸干细胞,这些干细胞高度集中且易于操作,这为同过感染干细胞来生产器官生物反应器奠定了基础。采集生茸干细胞组织后,利用合适载体将外源的标记基因LacZ导入生茸干细胞中(图1),再通过手术移植将成功标记的干细胞移植回供体鹿的合适部位(图2),可在移植处形成能够稳定表达外源基因的转基因鹿茸(图3),目前本实验正在进行中。下一步的研究工作集中于:含有目的蛋白基因的载体构建和外源基因导入条件优化,以获得能够稳定表达外源目的基因的哺乳动物器官生物反应器,使鹿茸在具有传统保健价值的同时,还能生产高附加值的活性蛋白药物。
研究亮点二:鹿茸再生机制研究
鹿茸是唯一能够周期性再生的哺乳动物器官(图1),揭示其再生机理对再生生物学及再生医学的发展具有非常重要的意义。通过组织剔除和移植实验,我们发现鹿茸发生的组织基础为位于鹿头部额骨生茸区的骨膜。同体异位移植生茸区骨膜可在移植区域产生一个完整的可以周期性脱落并再生的异位鹿茸。另一个精巧的实验验证了鹿茸再生的组织基础为角柄(种永久性骨桩,鹿茸在其上脱落和再生)骨膜(图2)。通过LacZ基因标记实验发现,后生的鹿茸及角柄骨膜均为生茸区骨膜的直接衍生物。进一步的研究证明,生茸区骨膜细胞和角柄骨膜细胞均为特殊的成体干细胞,这些细胞均表达特定的胚胎干细胞表面标记物,在适当的条件下可以向多种成体细胞进行分化,它们被统称为鹿茸干细胞,因此鹿茸的再生是一个基于干细胞的过程。这一发现将对再生生物学和再生医学有重大意义。
研究亮点三:鹿茸再生相关小分子物质的研究
鹿茸的再生需要鹿茸干细胞及其微环境的相互作用,而这种相互作用是通过交换一些小的信号分子来完成的。这些小分子物质在鹿茸再生过程中起着不可或缺的作用。本研究团队成功建立一套共培养体系,可以在离体的条件下最大程度地模拟活体情况下鹿茸干细胞与其微环境中各种支持细胞的相互作用,并取得了一些新的发现。由此系统制备的条件培养液对大鼠皮肤的伤口愈合具有明显促进作用(图1);另外该条件培养液还有刺激血管生成及神经修复的功能(图2)。下一步的工作将集中于条件培养液中特异性组分的分离鉴定及生物学功能的验证。
研究亮点四:鹿茸干细胞及其微环境的研究
我们的研究发现鹿茸干细胞的存在及发挥作用需要它们处于特定的微环境中。在鹿茸的发生过程中,生茸区骨膜组织上覆盖的皮肤构成了鹿茸干细胞所需的特定微环境。利用不透膜阻隔了干细胞与干细胞微环境间相互作用的通路,鹿茸的生成也相应地被阻断,相反半透膜却未能阻止鹿茸的萌发(图1)。在裸鼠模型中,裸鼠的皮肤也不能构成生茸区骨膜萌发所需的微环境,也不能和移植的生茸区骨膜相互作用,并将自身转化成茸皮,而共移植生茸区骨膜及头皮,却形成了鹿茸样突起并使得头皮向茸皮转化(图2)。鹿茸的再生同样也需要角柄骨膜被其上覆盖的皮肤通过物理和化学的途径相激发。角柄远端1/3的致敏区及近端2/3的休眠区,它们在鹿茸再生中起着不同的作用。当致敏区与皮肤微环境被人为阻隔时,鹿茸的再生没有受到影响,形成了一个无皮的二杠茸。而休眠区被阻隔后,却未能实现鹿茸的再生。总而言之,鹿茸的发生及再生都需要鹿茸干细胞其上覆盖皮肤中特定微环境的参与,它们之间通过可扩散的诱导因子进行交流,这些因子的分离及鉴定将对解开鹿茸再生之谜及再生医学的发展具有重要的意义。
研究亮点五:母鹿生茸和公鹿再生二次茸
正常情况下,只有公鹿生茸,而母鹿不生茸(图1)。在清楚地揭示了鹿茸生长发育的前提下,我们建立了通过搭配的穴位内注射微量AH复合制剂诱发母鹿生茸的方法。在不影响母鹿正常繁殖的情况下,成功诱发了母鹿生茸。诱发单侧生茸的成功率为67 %,双侧生茸成功率为5 %(图2),鹿茸平均长度为18.25 cm,鲜重50.05 g,干重23.18 g,多不分叉。对实验鹿整个繁殖过程观察,没有发现任何异常现象。受配率为100 %,产仔率为85 %(正常产仔率为80 %左右)。对母鹿茸与公鹿茸的比较研究表明,在组织结构、药化成分和药理作用上完全相同。因采用穴位内注射,用药量少,又由于此诱导方法不影响母鹿正常繁殖,操作简便(约需5分钟左右),所生母鹿茸与公鹿茸的成分基本相同,为进一步研究鹿茸生长发育机制和母鹿生茸的实用化打下了坚实的基础。另外,正常情况下每头公鹿每年只生一次茸,但通过我们建立的方法,可以使公鹿在不影响来年长茸的情况下,再生一次二杠或三叉茸。这些年来,公鹿再生二次茸已创产值超亿元。
研究亮点六:水貂、蓝狐规模化高效养殖关键技术研究与示范
由中国农业科学院特产研究所杨福合研究员主持完成的吉林省科技发展计划项目“水貂、蓝狐规模化高效养殖关键技术研究与示范”取得了丰硕的研究成果,该成果于2011年分别荣获“中国农业科学院科学技术成果一等奖”和“吉林省科技进步二等奖”。
该研究提出了适合我国珍贵毛皮动物(水貂、蓝狐)规模化养殖的饲养和管理模式,为我国毛皮动物产业的可持续发展提供了科技支撑和技术示范。获得的主要成果包括:(1)研发了幼龄水貂、母貂补饲饲料配方9个,制定了大中型水貂养殖场规模化饲养操作规程、生产管理技术规范、水貂皮初加工操作规程、水貂毛皮质量评价指标体系、毛皮储运技术5套,筛选出水貂高效杂交组合1套,制定了适合我国水貂、狐饲养模式1个,研制出水貂标准化棚舍1套;(2)制定了大中型水貂养殖场生产管理技术规范1套,制定了毛皮动物品种审定标准、黑色水貂种貂标准、北极狐种狐国家标准3个,建立了水貂养殖场优化布局决策支持系统1套,研制了水貂下脚料综合开发利用技术1项,对蓝狐饲料添加三聚氰胺和三聚氰酸毒性进行了系统评价;(3)建立了水貂犬瘟热病毒、水貂肠炎细小病毒PCR检测方法,并组装试剂盒2套,研制出北极狐化脓性子宫内膜炎多价灭活疫苗1个,保护率达80%,将酶制剂应用于水貂饲料,为水貂饲料外源酶添加提供了科学依据。项目获得专利4项、软件著作权1项。
该项目所研究的内容具有较强的创新性,对我国珍贵毛皮动物(水貂、蓝狐)养殖具有理论意义和实用价值,达到国际先进水平。同时,项目获得的技术成果已经在吉林、黑龙江、辽宁、山东、河北等省区的22个示范场、349个养殖场进行了示范推广,取得了显著的经济效益和社会效益。据2009~2011年可计算的效益统计显示,累计推广规模达1831367只,累积新增经济效益达14208.11万元。
研究亮点七:动物重大动物疫病诊断试剂与疫苗创制
课题组主要针对影响家畜养殖业发展及野生经济动物的重大传染病进行快速诊断方法的探讨及新型有效疫苗的开发研究。
(1)围绕毛皮动物、宠物等病毒性流行病开展深入广泛的研究,研制开发有效的疫苗和快速诊断方法,并对其免疫机制进行研究,研制的产品有效地控制传染病对毛皮动物的危害,为养殖业的发展作出长足贡献。目前,主要负责公益性行业(农业)科研专项经费项目任务书“宠物诊断试剂蛋白稳定剂与疫苗耐热保护剂冻干技术研究与示范”的研究工作。
(2)牛病毒性腹泻病毒及牛传染性鼻气管炎病毒的活疫苗已经完成临床前研究,目前正在申报临床实验。课题组研制的牛传染性鼻气管炎和牛病毒性腹泻活疫苗,已经申报农业部临床试验。开展了新型疫苗、诊断试剂生产工艺与关键技术研究,构建了牛副流感反向遗传系统平台,研制了口蹄疫新型基因工程疫苗。
(3)“高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗(TJM株)”研制工作现已获得中华人民共和国新兽药证书。临床应用取得了巨大的经济效益和社会效益,对我国猪蓝耳病的防控做出了突出贡献。
(4)目前已经开展了动物布鲁氏菌病、鹿结核病、毛皮动物铜绿假单胞菌(绿脓杆菌)病,以及宠物细菌病等多项人兽共患细菌病的研究,已研制出牛布鲁氏菌病快速诊断试剂盒1套。
实验室承担公益性行业(农业)科研专项、“十一五”支撑计划、“十二五”支撑计划、863课题、主持和参加完成科研项目25项,取得科技成果20项,其中获奖成果15项。申请专利10余项,获得专利2项。主持完成“毛皮动物(貂、狐、貉)生物制品产业化开发”,2009年获得吉林省科技进步一等奖。在国内外发表学术论文百余篇,其中SCI收录论文20篇。
研究亮点八:重要动物病毒病防控关键技术研究与应用
本成果以提升我国动物病毒病综合防控能力为目标,以畜禽、经济动物、野生动物重要病毒病及人兽共患病毒病为对象,开展了病原学、流行病学、重要基因功能、诊断、疫苗等防控技术研究与产品开发。历时30年,建立了病原-诊断-疫苗等动物病毒病综合防控技术支撑体系。研究成果在我国动物病毒病综合防控、突发疫情应急处置中得到广泛应用,为促进养殖业可持续发展、保障社会公共卫生安全和国民经济健康稳定发展发挥了积极作用。
通过建立的动物病毒病防控技术支撑体系,在阻击禽流感、防控甲型H1N1流感、控制濒危野生动物与经济动物疫病流行,以及汶川震后防疫和重大活动中均发挥了重要作用。2种诊断试剂盒及7种疫苗实现产业化生产,在全国推广使用21.6亿头(羽)份,平均降低感染率51%,死亡率28%,新增产值25.6亿元,挽回经济损失211.9亿元,为推动科技进步和养殖业稳定持续发展作出了重要贡献。
研究亮点九:毛皮动物传染病防制
毛皮动物传染病防制组主要围绕危害特种经济动物饲养业发展的常见病、多发病开展病原流行病学、发病机理、诊断以及诊断制剂、疫苗的研究。目前获得新兽药证书4项,专利3项。现有固定研究人员10人,其中博士5人,现有高级专业技术职称5人。先后承担国家科技部和吉林省科技厅重点项目7项,科研经费500余万元。共获得省、部级奖励6项。近5年来先后完成了水貂犬瘟热活疫苗、水貂细小病毒性肠炎灭活疫苗、狐狸脑炎活疫苗的研制和开发,获得了3种新兽药证书,申报国家发明专利4项;发表学术论文80篇,其中SCI收录论文5篇。
研究亮点十:特种经济动物营养与饲养
特种经济动物营养与饲养创新团队是在1997年中国农业科学院特产研究所经济动物室营养课题组的基础上逐步组建起来的,现在有正式研究人员16人,其中研究员4人,博士5人,硕士7人,在读博、硕研究生7人。研究领域主要有特种经济动物营养需要与新饲料评价、特种经济动物微生物营养、特种经济动物分子营养和特种经济动物健康养殖与动物福利4个方面。近5年来到位科研经费3000余万元,随着各级科研项目的完成,以及不同专业领域高学历年轻科研人才的加入,已形成一支梯队结构合理、研究范围广泛深入,研究水平逐步提高,在国内外该领域具有一定影响力的优秀团队。主要研究梅花鹿、水貂、狐、貉、雉鸡、野鸭等经济动物的营养需要与饲料科学。目前团队已经与新西兰、韩国、俄罗斯、芬兰、丹麦等国的科研院所、大学等建立了长期科技交流与合作关系,并已启动相关的国际合作项目,大幅度提升我国特种动物产业的国际知名度和地位。初步构建我国特种经济动物健康养殖的理论和应用体系框架,搭建稳定良好的特种动物营养调控、饲养标准制定、饲料产品开发、特种动物产业开发技术平台。
近五年来,在团队首席专家的带领下获得吉林省科技进步二等奖1项,吉林省科技成果2项,吉林省自然科学学术成果奖2项,发表学术论文40余篇,其中SCI收录10余篇。主编鹿与毛皮动物饲养与疾病防治及其他养殖技术方面相关书籍10余部,获国家发明专利授权2项,实用新型授权专利1项,新产品证书6个,培养博士及硕士研究生12名。
研究亮点十一:特种动物繁殖
特种动物繁殖团队主要围绕特种动物(茸鹿、毛皮兽、麝鼠、珍禽等)生殖生理和繁殖技术开展研究,促进其在家养、集约化条件下健康生长和繁殖,并生产出数量多、质量高的产品。现在固定研究人员10人,其中博士4人,高级专业技术职称4人。先后承担国家科技部和吉林省科技厅相关项目15项,科研总经费500余万元,取得科研成果11项,获省部级奖励6项。近年来重点开展了梅花鹿、马鹿、狐、貉等同期发情、卵泡发育、胚胎移植、精液分离、精准输精及麝鼠良种繁育、香药理活性等方面的研究及技术推广,获取国家专利3项,软件著作权1项,发表学术论文60余篇,主编著作12部。
研究亮点十二:鹿产品PCR检测
本课题组主要建立了塔里木马鹿、驯鹿、水鹿、马鹿、鹿源性鹿产品单重PCR检测方法,研制了检测试剂盒,并申报了专利。建立了梅花鹿、马鹿、塔里木马鹿、赤鹿、驯鹿、水鹿Multiplex PCR方法,并申报了专利。建立了猪、牛、羊、鸡、梅花鹿和马鹿Multiplex PCR方法,并申报了专利。对市场上购买鹿产品进行检测,鹿茸、鹿胎、鹿鞭、鹿筋、鹿尾、鹿血产品的伪品检出率分别为79%、83%、100%、57%、28.5%、57%。