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多头带绦虫呈世界性分布,成虫寄生于犬、狼、狐狸等终末宿主的小肠,其中绦期幼虫——脑多头蚴寄生于牛、羊等偶蹄动物的脑和脊髓等处引起脑多头蚴病(coenuriasis)。脑多头蚴病呈世界性分布,常引起患病动物发生死亡,给畜牧业造成巨大经济损失,同时人也有感染的报道。本论文在前人研究基础上,进一步对多头带绦虫的密码子偏好性使用进行了分析,并对GP50等四个多头带绦虫功能基因进行了克隆、表达和蛋白特性研究,期待为脑多头蚴病诊断抗原及基因工程疫苗的开发提供候选抗原。主要研究内容与结果如下：1、多头带绦虫转录组密码子偏好性分析利用多头带绦虫转录组数据库中已注释的8620个重构基因进行了同义密码子偏好性使用分析。结果发现多头带绦虫转录组密码子整体呈弱偏好性,平均GC含量为49.29%,平均GC3含量为51.43%;核酸组成、突变压力、自然选择、基因表达水平、基因所编码蛋白的总亲水性平均系数、芳香性及氨基酸的选择等均是影响多头带绦虫密码子偏好性使用的因素,其中自然选择可能是影响多头带绦虫密码子偏好使用的最主要因素；多头带绦虫核糖体基因密码子的偏好使用主要受到突变的影响,而必需基因密码子的偏好使用则主要受到选择的影响；22个密码子被确定为最优密码子,推测基因在进化过程中受到正选择的影响；最优密码子整体上富含GC碱基(GC:AU=43：23),除CGU外的所有最优密码子都以G／C结尾。此外,研究发现多头带绦虫与大肠杆菌、酵母和人均存在不同程度的密码子偏好性差异,而与豆状带绦虫的密码子偏好性差异较小。本研究对多头带绦虫密码子偏好性使用模式进行了系统分析,这能够为多头带绦虫新基因的发现、开展多头带绦虫分子遗传工程和进化研究提供有价值的线索。2、多头带绦虫GP50基因的克隆表达、组织分布及重组抗原间接ELISA诊断方法的建立从多头带绦虫脑多头蚴cDNA中扩增出GP50基因,结果显示GP50基因ORF框为897bp,其N-端有48bp的信号肽序列,除去信号肽后编码282个氨基酸,预测的蛋白分子大小为31.02 kDa。免疫荧光显示GP50蛋白主要分布于多头带绦虫成虫和脑多头蚴的体表微毛区及体内实质区,同时广泛分布于多头蚴包囊囊壁；以GP50重组表达蛋白为抗原建立了检测山羊脑多头蚴病的间接ELISA诊断方法,其敏感性为95%(19/20)、特异性为92.6%(25/27),与山羊细颈囊尾蚴血清和绵羊细粒棘球蚴血清存在交叉反应。人工感染多头带绦虫山羊的血清抗体监测发现在感染后的整个检测期(2-17周)GP50抗体值均呈现阳性。本研究提示GP50蛋白具有作为山羊脑多头蚴病诊断抗原的潜在价值。3、多头带绦虫酸性核糖体磷蛋白P2基因的克隆表达、组织分布及重组抗原间接ELISA诊断方法的建立从多头带绦虫脑多头蚴cDNA中扩增出酸性核糖体磷蛋白P2基因(TmP2)。结果显示TmP2基因ORF框为366bp,编码121个氨基酸,预测其蛋白分子大小为13.42kDa,与猪带绦虫酸性核糖体磷蛋白P2基因的序列相似性为94%；免疫荧光显示TmP2蛋白大量分布于多头带绦虫成虫和脑多头蚴的实质层,同时广泛分布于脑多头蚴包囊囊壁；以TmP2重组表达蛋白为抗原建立了检测山羊脑多头蚴病的间接ELISA诊断方法,其敏感性达95.0%(19/20)、特异性达96.3%(26/27),与山羊细颈囊尾蚴阳性血清存在交叉反应；人工感染多头带绦虫山羊的血清抗体监测发现在感染后的3-10、15-17周呈现血清抗体阳性。本研究提示TmP2蛋白具有作为诊断抗原的潜在价值。4、多头带绦虫脱氧尿苷焦磷酸酶基因的克隆、.表达及其重组蛋白的酶学活性分析从多头带绦虫脑多头蚴cDNA中扩增出脱氧尿苷焦磷酸酶(dUTPase)基因。结果显示多头带绦虫dUTPase基因ORF框为447 bp,编码148个氨基酸,预测的蛋白分子大小为16.39 kDa,与猪囊尾蚴、豆状囊尾蚴dUTPase基因氨基酸序列相似性分别为100%和96%。SDS-PAGE分析显示与目的蛋白大小相符的特异条带,纯化后dUTPase蛋白的含量为0.907mg/mL。免疫荧光组化染色显示dUTPase蛋白主要分布于多头带绦虫成虫的体内实质区,体表微毛区有少量分布,同时广泛分布于多头蚴头节和包囊囊壁外层。酶学活性试验证实重组dUTPase能特异性降解dUTP,酶的比活力为986.29U.mg-1, EDTA能够抑制dUTPase的活性,而Mg2+能够增强脑多头蚴dUTPase的活性。本研究对多头带绦虫dUTPase基因的相关特性进行了初步的研究,为进一步研究多头带绦虫dUTPase基因的生物学功能奠定了基础。5、多头带绦虫铜、锌超氧化物歧化酶基因的克隆、表达及酶学活性分析从多头带绦虫脑多头蚴cDNA中扩增出铜、锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因。结果显示多头带绦虫Cu/Zn-SOD基因ORF框为459bp,编码152个氨基酸,预测的蛋白分子大小为16.72 kDa,其氨基酸序列与猪带绦虫和肥头绦虫Cu/Zn-SOD基因的相似性分别为98%和92%。纯化后的多头带绦虫Cu/Zn-SOD蛋白浓度为1.587mg/mL,羟胺法测得酶的比活力为3138±25.67 IU/mg prot。进一步研究证实H2O2、 SDS和EDTA对多头带绦虫Cu/Zn-SOD酶活性有较强的抑制作用,而氯仿-乙醇和脲素则对多头带绦虫Cu/Zn-SOD酶活性无影响。本研究对多头带绦虫Cu/Zn-SOD基因的相关特性进行了初步的研究,为进一步研究多头带绦虫Cu/Zn-SOD基因的生物学功能奠定了基础。