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A组轮状病毒(Rotavirus,RV)是引起婴幼儿急性肠胃炎的重要病原体,尤其是在发展中国家,急需研制安全经济又有效的疫苗来预防和控制该疾病的发生。转基因植物可生产低成本的亚单位疫苗,植物疫苗具有高效、安全、易生产,可直接口服等诸多优点。为了研制轮状病毒亚单位植物疫苗,本论文探索了以下两种新策略:1.植物生产病毒样颗粒及其免疫原性的研究:病毒样颗粒(Virus-like Particles,VLPs)是只含有某种病毒一个或多个结构蛋白的空心颗粒,不含病毒的核酸,没有感染性。VLPs形态上与天然病毒粒子相同或相似,因此具有良好的免疫原性,被认为是比减毒活疫苗更加安全的候选疫苗。本研究在转基因烟草中共表达轮状病毒的3种结构蛋白,VP2、VP6和VP7,并对它们的表达水平、VLPs的形成及其在小鼠中的免疫效果进行了深入的研究。实时荧光定量RT-PCR和免疫印迹分析显示,vp6基因的转录水平及其蛋白的表达量最高,vp7的表达量最低。从转基因烟草中纯化出60-80 nm的RV VLPs,免疫印迹分析显示存在2/6-VLP和2/6/7-VLP两种病毒样颗粒。从转基因植物中提取可溶性总蛋白,用霍乱毒素CT作为免疫佐剂口服免疫小鼠,可诱导小鼠产生轮状病毒特异性抗体,其抗体滴度与市售减毒口服疫苗诱导的抗体滴度水平相当,含有VP2/6/7的植物可溶性总蛋白诱导小鼠产生的血清IgG和肠道IgA抗体滴度均高于仅含VP2/6的植物可溶性总蛋白诱导的抗体滴度。2.串联的多个结构蛋白抗原表位肽的免疫原性的研究:对VP4、VP6和VP7的蛋白序列和可能的抗原表位进行了预测,选择了RV主要中和抗原蛋白VP7的抗原表位肽EV7(81-109及201-250位氨基酸序列)；内衣壳蛋白VP6的抗原表位肽EV6(201-315位氨基酸序列)和另一个重要的中和抗原VP4的抗原表位肽EV4(86-215位氨基酸序列)。通过人工合成DNA的方式将编码这些抗原表位肽的序列串联融合成一个阅读框(Rotavirus multi-epitopes,RME),并构建原核表达载体。大肠杆菌表达的RME可被轮状病毒多克隆抗体识别,纯化的RME蛋白注射免疫小鼠可诱导特异性免疫应答,产生高滴度的同源氨基酸序列特异抗体和人轮状病毒(Wa株)抗体,其中针对RME的血清IgG抗体滴度达到1:40000；针对单个抗原表位EV7、EV6和EV4的IgG抗体滴度达1:10000～1:20000；针对Wa株轮状病毒的IgG抗体滴度为1:2500,并能特异地中和该病毒对MAC145细胞的侵染。上述二部分研究为植物生产新型轮状病毒基因工程疫苗的研究提供了论据和基础。