一、平台简介
中国-蒙古生物高分子应用“一带一路”联合实验室是2019年5月经国家科学技术部认定后正式成立，依托单位内蒙古农业大学。联合实验室是内蒙古自治区，也是中华人民共和国在蒙古国建立的首家骆驼天然生物资源应用研究实验室。联合实验室主要借助中蒙双方各自的优势资源和特长，以联合实验室为平台，加强人才队伍建设，实现产学研结合，积极推进骆驼天然生物活性物质的收集、研究及相关研究成果的推广和转化，突破关键技术研究和相关产品开发，提高双方骆驼基因组研究及其天然生物资源的开发技术水平，最大限度的培养蒙古国当地科研人员和相关技术人员，将建立国际先进水平的骆驼生物资源应用“一带一路”联合实验室，形成具有行业领先水平、结构合理的创新团队。
二、研究方向
1. 中蒙双峰驼基因组遗传资源的收集
中国和蒙古国养驼历史悠久，遗传资源极为丰富，是研究不同品种在基因组学上的差异的理想遗传资源。采用比较基因组学的技术，比较分析中蒙双峰驼不同地方品种在全基因组水平上的差异，构建中蒙骆驼遗传变异图谱；进一步分析其与野生双峰驼之间的遗传关系，鉴定其在驯化过程中受到选择的染色体区域及关键功能基因。在此基础上进一步完善骆驼基因组数据库。
2. 蒙古国骆驼群体天然纳米抗体库的构建及食品毒素快速检测试剂盒的开发
首先，采集蒙古国骆驼群体亲缘关系较远的外周血样本以及野生双峰驼样本，利用噬菌体展示技术构建出库容量大且多样性高的天然文库，以解决天然文库多样性较低的问题。其次，借助所构建的天然噬菌体文库，针对当前最为常见的食品毒素，结合噬菌体淘选和高通量测序技术以筛选出稳定性高且亲和性高的纳米抗体，借助免疫学分析技术，构建出准确、灵敏、快速且成本较低的检测试剂盒，以解决当前检测瓶颈。最后，将利用纳米抗体的优势，选取当今研究较热的几种疾病靶蛋白进行免疫制备免疫文库，制备疾病诊断剂和治疗剂，为疾病的快速诊断和抗体药物的开发奠定基础。
3. 中蒙双峰驼肉、驼乳、驼血生物资源应用研究
收集和整理中国和蒙古国骆驼不同部位，不同地区肉质量特征数据，开发一套能够快速准确与成人驼肉物理特性的近红外光谱和电子舌分析技术，探明中国和蒙古国驼肉品质特点，为驼肉分部位精细化加工提供理论依据。与此同时，采用超高压和酶法结合的方法，研究一种改善驼肉嫩度的新方法，开发一款驼肉汉堡产品。利用不同蛋白酶水解驼乳和驼血蛋白，对其酶解工艺、体外降血糖和抗氧化活性、氨基酸组成、分子量分布以及肽段序列进行比较研究，获得高活性的驼乳源降血糖和抗氧化活性生物活性肽。采用脂质体包埋技术，制备驼乳多肽－固体脂质纳米颗粒，提高驼乳多肽的利用率，同时将形成的驼乳多肽纳米颗粒复合物制备成口服液。
三、标志性研究成果
2019年以来，中国-蒙古生物高分子应用“一带一路”联合实验室发表论文36篇、出版骆驼系统性丛书（9本）1部、申报发明专利3件、联合培养蒙古国硕士研究生1名、博士研究生2名、培训蒙古国技术人员以及牧民80余人次。同时参与产业对接会、技术交流会、技术培训等社会活动10余次。其中标志性成果为：
1. 绘制了双峰驼染色体水平的基因组精细图谱，解析了世界范围内双峰驼群体遗传多样性，建立了首个骆驼科动物基因资源库
采用PacBio三代测序平台对双峰驼基因组进行测序，共获得了125.56Gb的subreads，拼接获得了4,402条Contigs；组装的基因组大小为2.09Gb，其中Contig N50达到了5.37Mb，Scaffolds N50达到了76.03Mb。BUSCO评估高达95.6%，基因组完整性良好。进一步，构建了Hi-C数据库，并结合Illumina Hiseq二代测序数据，借助LACHESIS对基因组草图序列进行聚类、排序和定向，将2,382条Contigs挂载到骆驼37条染色体上，挂载率达到了96.5%；是迄今最完整的骆驼基因组图谱，为更深入探讨骆驼功能基因组学提供了一个前所未有的高度。
图1 双峰驼染色体水平的基因组组装
收集保存了东起蒙古高原，西至里海地区典型的家养双峰驼栖息地的各种品系以及蒙古国戈壁阿勒泰地区濒临灭绝的野生双峰驼种质资源，构建了目前国际上最全面的骆驼样本库。同时，对世界范围内的13个双峰驼品种的128峰双峰驼和10峰单峰驼完成了全基因组重测序，绘制了最完整的双峰驼基因遗传变异图谱，解析了世界范围内双峰驼基因组遗传多样性，并从基因组层面揭示了双峰驼遗传多样性、起源进化史和迁徙路线。进一步，收集整合了201峰/只骆驼科动物基因组数据，基于染色体水平的参考基因组，搭建了一个用于存放和可视化的骆驼科动物基因组综合数据库（Camelidae Genome Database，Camelidae GDB），填补了双峰驼群体在大规模可用参考基因组数据集上的空白，并提供了免费在线计算分析平台。
图2 骆驼群体遗传多样性分析与骆驼基因组数据库首页
2. 骆驼天然纳米抗体库的构建及食品毒素快速检测试剂盒的开发
从中国、蒙古国14个地区采集了187峰双峰驼的外周血样本，提取淋巴细胞RNA，进行cDNA反转录，巢式PCR克隆获得VHH基因，建立了库容量为1.35×109cfu/mL酵母展示文库。选取6峰野生双峰驼外周血样本，提取淋巴细胞RNA，进行cDNA反转录，经巢式PCR获得目的片段（VHH），并将目的片段与载体分别进行SfiI酶切后连接，转入大肠杆菌TG1感受态电转10次，构建了Y1、Y2、Y3三个噬菌体文库。库容量分别为2.51×109CFU/mL，2.74×109CFU/mL，3.37×109CFU/mL。以AFM1-BSA为免疫抗原免疫双峰驼建立了库容量为2.27×109 CFU/mL的噬菌体文库。
图3 中国采样地点标记图和蒙古国采样路线图及三个噬菌体文库的转化子数目
3. 固体脂质纳米颗粒的包埋技术研究
以超滤后＜3KDa的驼乳多肽（Camel milk polypeptide, CMP）为实验原料，采用均质法制备驼乳多肽固体脂质纳米颗粒（CMP-SLN），通过单因素和正交试验设计优化CMP-SLN的制备工艺，并对其进行形体特征分析、近红外分析、体外消化和稳定性的评估。驼乳多肽纳米颗粒口服液最佳的工艺条件为驼乳多肽固体脂质纳米颗粒添加量1%，赤藓糖醇添加量0.04%、VE添加量0.01%、柠檬酸添加量0.02%、山梨酸钾添加量0.02%、甘油添加量0.2%、羧甲基纤维素钠添加量0.02%、黄原胶添加量0.02%。对口服液稳定性加速试验测定，在37±2℃条件下放置1-30 d，最终稳定率为88.33%。采用包埋技术开发一款驼乳多肽口服液（申请号：202110687025.3）。
图4 驼乳多肽固体脂质纳米颗粒的结构图
4. 编写出版了首套骆驼系统性专著
编写出版了首套骆驼系统性专著《骆驼基因与种质资源学》、《骆驼乳品学》、《骆驼肉品学》、《骆驼繁殖学》、《骆驼疾病与治疗学》、《骆驼育种学》、《骆驼解剖学》、《骆驼饲养学》和《骆驼组织学彩色图谱》，为加强与“一带一路”沿线国家骆驼研究前沿成果的交流具有重要的实际指导意义。
四、平台负责人
吉日木图，教授；联系人：明亮，博士；联系方式：bmlimau@163.com
