全 文 :西北农业学报 2014,23(1):23-29
Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica doi:10.7606/j.issn.1004-1389.2014.01.005
网络出版时间:2014-01-21
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/doi/10.7606/j.issn.1004-1389.2014.01.005.html
家兔苦马豆素多克隆抗体的制备及其
对小花棘豆中毒的治疗效果
收稿日期:2013-07-06 修回日期:2013-09-01
基金项目:新疆生产建设兵团博士资金专项(2008JC07);新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室开放课题(HS201207)。
第一作者:陈根元,男,硕士,助理研究员,从事动物基因工程方面的研究。E-mail:cgygood207@163.com
通信作者:王 帅,男,硕士,实验师,从事牧草资源开发利用方面的研究。E-mail:wangshuaidky@126.com
陈根元1,贾琦珍1,2,潘伊微1,2,贾山岭1,2,王 帅1,3
(1.新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室,新疆阿拉尔 843300;2.塔里木大学 生命科学学院,
新疆阿拉尔 843300;3.塔里木大学 动物科学学院,新疆阿拉尔 843300)
摘 要 采用合成的苦马豆素(swainsonine,SW)人工抗原免疫接种家兔,获得高效价的SW 抗血清,分离纯
化得到的家兔SW多克隆抗体,复制家兔小花棘豆中毒模型,用SW多克隆抗体治疗小花棘豆中毒家兔,通过
检测血清生化指标和免疫学指标,评价SW多克隆抗体治疗家兔小花棘豆中毒的效果。将18只家兔随机分
为对照组(6只)、攻毒组(6只)和攻毒治疗组(6只),攻毒组和攻毒治疗组按照10g/(kg·d)的剂量饲喂小花
棘豆,攻毒组试验兔出现死亡时(第70天)停止攻毒。攻毒第21天,攻毒治疗组试验兔注射SW多克隆抗体,
每只兔每天1mL,连续注射4d。以攻毒试验开始为第0天进行首次采血,试验开始后每7d采血1次,进行
血清免疫和生化指标测定。结果显示,攻毒第7天时攻毒家兔血清 AKP活性和SW 质量浓度显著高于对照
家兔(P<0.05);第14天时攻毒家兔血清AST和LDH活性显著高于对照家兔(P<0.05),血清 AMA活性
和E-玫瑰花环率均显著低于对照家兔(P<0.05);第21天时攻毒家兔血清BUN、CRE和GLU浓度显著高于
对照组家兔(P<0.05)。攻毒治疗组家兔注射SW 抗血清后血清 AKP、LDH、AST、ALT活性,BUN、CRE、
GLU浓度和SW质量浓度较攻毒家兔显著下降,AMA活性和E-玫瑰花环率显著上升。说明,SW 多克隆抗
体可有效治疗家兔小花棘豆中毒。
关键词 小花棘豆;苦马豆素;多克隆抗体;治疗;家兔
中图分类号 S852.4 文献标志码 A 文章编号 1004-1389(2014)01-0023-07
Preparation of Rabbit Polyclonal Antibody against Swainsonine
and Its Effects on Poisoning by Oxytropis glabra DC
CHEN Genyuan1,JIA Qizhen1,2,PAN Yiwei 1,2,JIA Shanling1,2 and WANG Shuai 1,3
(1.Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology,Xinjiang Production &Construction
Corps,Alar Xinjiang 843300,China;2.Colege of Life Science,Tarim University,Alar Xinjiang 843300,China;
3.Colege of Animal Science,Tarim University,Alar Xinjiang 843300,China)
Abstract The main aim of this study is to design optimal immune program,gain the serum against
swainsonine(SW)with high titer,then prepare the polyclonal antibody against SW and poisoning
model of rabbit by Oxytropis glabra DC,cure the locodisease of rabbits,evaluate and analysis the se-
rological and immunological indexes,study the effects of polyclonal antibody against SW treated on
rabbitss poisoned by O.glabra DC.18rabbits were randomly separated into control group(6rab-
bits),poisoning group(6rabbits)and poisoning and curing group(6rabbits).Poisoning rabbits were
fed 10g/(kg·d)power of O.glabra DC every morning from the first day and the duration of poison-
ing was 70days when rabbit in poisoning group was dead.After poisoning for 21days,rabbits in poi-
soning and curing group were treated with 1mL injection of polyclonal antibody against SW,and con-
tinuously for four days.Blood samples were colected before the poisoning,and then once every 7days
for serum indexes of serological and immunological evaluation.The result showed that the change of
serum AKP and content of SW in poisoning groups were significant higher than that in control group
on the day 7(P<0.05),the change of serum LDH and AST in poisoning groups were significant
higher than that in control group on the day 14(P<0.05),the change of serum AMA and
E-rosette in poisoning groups were significant lower than that in control group on the day 14(P<
0.05),the change of serum BUN,CRE and GLU in poisoning groups were significant higher than
that in control group on the day 21(P<0.05).By injecting serum against swainsonine,the change
of serum AKP,LDH,AST,ALT and content of BUN,CRE,GLU,SW in poisoning and curing
group was significant lower than poisoning group,the change of serum AMA and E-rosette in poi-
soning and curing group was significant higher than that in poisoning group.These results in this
experiment indicated that polyclonal antibody against SW had good value for preventing poisoning
from O.glabra DC.
Key words Oxytropis glabra DC;Swainsonine;Polyclonal antibody;Treatment;Rabbit
苦马豆素(Swainsonine,SW)是疯草(Loco-
weed)的主要有毒成分[1],小花棘豆(Oxytropis
glabra DC)是新疆地区广泛分布、危害严重的一
种疯草,据调查,阿克苏地区现有271.97万hm2
天然草场,其中33.33万hm2 广泛丛生小花棘
豆,平均盖度60%,最高可达95%[2]。在牧草缺
乏的冬季和初春,当家畜大量采食,可引起家畜中
毒、孕畜流产和公畜不育等,严重时导致死亡,每
年中毒死亡的家畜约占放牧家畜总数的5%~
10%[3],对该地区畜牧业的发展危害很大。
小花棘豆除含有小花棘豆毒素外,还含有丰
富的营养,经分析测定,小花棘豆常规营养成分及
氨基酸组成接近苜蓿草粉[4];而且小花棘豆具有
很强的抗逆性,特别适应在新疆生长[5],如能将其
合理利用,将为新疆草原畜牧业增加新的饲草
资源。
国内外学者对家畜小花棘豆中毒进行大量研
究,主要集中在毒性成分分析、预防措施和中毒动
物机体毒理性变化方面,对中毒动物的治疗研究
较少。目前仅见杨合生等[6]利用家兔抗SW 血清
治疗山羊疯草中毒,但抗血清不易储运,故本试验
将血清中的多克隆抗体分离出来,利用得到的
SW 多克隆抗体治疗家兔小花棘豆中毒,通过检
测试验家兔血清免疫和生化指标,评价SW 多克
隆抗体的治疗效果,为治疗家畜小花棘豆中毒奠
定基础。
1 材料与方法
1.1 材 料
小花棘豆2012年8月采集于新疆和田地区
策勒县,由塔里木大学动物科学学院草业科学学
科组鉴定。取植株的地上部分,阴干粉碎后过20
目筛,备用。
SW 人工抗原SW-BSA和SW-OVA均由兵
团塔里木畜牧科技重点实验室提供,弗氏完全佐
剂(FAC)、弗氏不完全佐剂(FAI)为Sigma公司
产品,甲基-α-D-吡喃甘露糖苷为美国SUPELCO
公司产品,谷草转氨酶 (AST)、谷丙转氨酶
(ALT)、碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)、
α-甘露糖苷酶 (AMA)、尿素氮 (BUN)、肌酐
(CRE)、血糖(GLU)检测试剂盒购自南京建成生
物技术有限公司,辣根过氧化物酶(HRP)标记羊
抗兔IgG购自博奥森,其余试剂均为国产分析
纯,实验室用水为超纯水。
PowerWave XS型全波长酶标仪,美国Bio-
Tek公司;Carry 100型紫外-可见分光光度计,美
国瓦里安;GC-C14气相色谱仪,日本岛津;威玛
龙色谱数据工作站 WML-2010,北京北方威玛龙
科技有限公司;DYYⅢ-2型稳压稳流电泳仪,北
京六一仪器制造厂;CELDOC2000型凝胶成像分
析系统,日本BIO-RAD公司;Direct-Q3型超纯
水系统,美国 Milipore公司;MR231型高速冷冻
离心机,法国Jouan公司。
·42· 西 北 农 业 学 报 23卷
1.2 试验动物
家兔24只,雌雄各半,体质量(2.0±0.1)
kg,购自塔里木大学动物科学学院实验站。试验
家兔进入兔舍前,用84消毒液对兔舍进行消毒,
然后药浴杀灭家兔体表寄生虫;观察7d后饲喂
左旋咪唑驱虫;第14天皮下注射兔瘟疫苗(每只
2mL)。观察10d后开始正式试验。
1.3 SW抗血清的制备
参考杨合生等[6]的研究,取6只家兔进行免
疫接种,使用 FAC进行基础免疫,首免时使用
FAC和生理盐水的混合液(体积比1∶1)充分乳
化制备的SW-BSA;第1次和第2次加强免疫用
FAI和生理盐水的混合液(体积比1∶1)乳化;第
3次加强免疫使用生理盐水乳化SW-BSA。免疫
组免疫剂量和次数见表1。对照组注射等体积的
抗原乳化液。第3次加强免疫7d后,对免疫家
兔耳缘静脉采血,分离血清后间接ELISA[7]检测
抗体效价。以后每隔7d检测1次,第4次和第5
次采血检测家兔血清抗体效价基本保持不变,在
第5次采血检测后,大量采血,共制备效价为213
的血清30mL。
表1 免疫组的免疫时间和免疫剂量
Table 1 The immune time and antigen dose in immune group
免疫次数
Immune
numbers
基础免疫
后时间/d
On day
after basic
immunization
免疫剂
量/mg
Antigen
doses
首免 The first immunization 10 3.0
第1次加强免疫
The first strengthening immunization 30 6.0
第2次加强免疫
The second strengthening immunization 45 12.0
第3次加强免疫
The third strengthening immunization 60 18.0
1.4 家兔SW多克隆抗体的制备与纯化
采用饱和硫酸铵沉降法制备家兔SW多克隆
抗体,再通过葡聚糖凝胶层析、DE-52阴离子交换
层析、流水透析等步骤纯化,最后冻干透析袋,即
得到家兔抗SW多克隆抗体。对得到的抗体分别
进行理化性质检验、琼脂糖扩散检测、SDS-PAGE
电泳及 Western blotting分析。
1.5 家兔小花棘豆攻毒试验
将18只家兔平均分为对照组、攻毒组和攻毒
治疗组,每组6只,分笼饲养。对照组饲喂青干
草和少 量 精 料,攻 毒 组 和 攻 毒 治 疗 组 按 照
10g/(kg·d)的剂量饲喂小花棘豆,待采食完毕
后,再添加青干草和精料,自由饮水。
1.6 SW多克隆抗体治疗小花棘豆攻毒家兔
将SW 多克隆抗体制备为10g/L生理盐水
溶液,在攻毒第21天采血后,攻毒治疗组家兔按
每只1mL的剂量在饲喂前耳缘静脉注射SW 抗
体溶液,每天1次,连续4d。
1.7 试验家兔血清生化指标的测定
攻毒试验开始前空腹采集1份肝素抗凝和1
份分离血清,以后每7d采血1次,直到第70天
时攻毒组家兔出现死亡为止,共采血11次。血清
生化检测指标包括谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨
酶(ALT)、乳酸脱氢酶 (LDH)、碱性磷酸酶
(AKP)、α-甘露糖苷酶(AMA)、尿素氮(BUN)、
肌酐(CRE)和血糖(GLU)。
1.8 攻毒家兔血清SW质量浓度的测定
攻毒家兔血清SW 质量浓度的测定采用气相
色谱法,具体条件参考宋毓民等[8]的研究。
1.9 E-玫瑰花环试验
参考杨合生等[6]的研究,计数200个淋巴细
胞,1个淋巴细胞结合3个红细胞或以上者为1
个玫瑰花环阳性细胞,计算玫瑰花环形成率。
1.10 数据分析
采用SPSS 16.0中One-Way ANOVA进行
单因素方差分析及Duncan’s多重比较。
2 结果与分析
2.1 家兔SW多克隆抗体的制备
家兔SW 多克隆抗体为白色片状结晶,其茚
三酮反应和双缩脲反应均为阳性;琼脂糖扩散试
验表明,抗体稀释到8 192倍时仍然可以看到沉
淀线(图1);经过SDS-PAGE电泳分析,可见2条
清晰的条带,其分子质量约为50ku和25ku(图
2);将纯化的家兔抗SW 抗体IgG经SDS-PAGE
后,转移至纤维素NC膜,以SW-OVA为抗原,以
辣根过氧化物酶偶联羊抗兔的IgG为二抗,联苯
胺为底物,进行蛋白质印迹分析,家兔抗SW 抗体
可与苦马豆素人工抗原发生反应,说明家兔抗
SW 多克隆抗体具有较好的特异性(图3)。
2.2 试验家兔血清AST和ALT测定结果
整个试验期内,对照组家兔血清 AST 和
ALT活性均无明显变化,攻毒组家兔血清 AST
和ALT活性呈上升趋势。第14天时攻毒组和
攻毒治疗组家兔 AST活性均显著高于对照组
(P<0.05),第21天时攻毒家兔AST活性极显
·52·1期 陈根元等:家兔苦马豆素多克隆抗体的制备及其对小花棘豆中毒的治疗效果
1.阴性对照 Negative control;2.8 192倍稀释的抗体
8 192-Fold diluted antibody;3.4 096倍稀释的抗血清 4 096-
Fold diluted antibody;4.2 048倍稀释的抗血清 2 048-Fold di-
luted antibody;5.1 024倍稀释的抗血清 1 024-Fold diluted an-
tibody;6.512倍稀释的抗血清 512-Fold diluted antibody;7.检
测抗原SW-OVA SW-OVA
图1 家兔抗SW多克隆抗体效价
Fig.1 Titer of rabbit polyclonal antibody against SW
M.低分子量蛋白 Marker Low molecular weight protein
marker;1-4.依次为原倍、对倍、4倍、8倍稀释抗体 1-Fold dilu-
ted antibody,2-Fold diluted antibody,4-Fold diluted antibody,8-
Fold diluted antibody,respectively
图2 家兔抗SW多克隆抗体SDS-PAGE电泳检测结果
Fig.2 The result of SDS-PAGE electrophoresis
of rabbit polyclonal antibody against SW
著高于对照组(P<0.01);第28天时攻毒组家兔
血清ALT活性显著高于对照组(P<0.05)。当
攻毒治疗组注射SW 抗体后 AST和 ALT活性
均有一定程度地下降,第35天时攻毒治疗组家兔
血清AST活性显著低于攻毒组(P<0.05),第42
天时攻毒治疗组家兔血清ALT活性显著低于攻
毒组(P<0.05)。其他试验期内攻毒治疗组家兔
血清 AST 和 ALT 活性均保持在较低水平
(图4)。
2.3 试验家兔血清AKP和LDH测定结果
从第7天开始攻毒组和攻毒治疗组家兔血清
AKP活性显著高于对照组(P<0.05);第14天
时攻毒组和攻毒治疗组家兔血清AKP活性极显
著高于对照组(P<0.01),LDH活性显著高于对
照组(P<0.05)。第28天时攻毒治疗组家兔血
清AKP值显著下降,并在第35天时极显著低于
攻毒组(P<0.01);攻毒治疗组家兔血清LDH活
性在第28天和第35天时仍呈现上升趋势,但在
第42天时显著低于攻毒组(P<0.05),在第70
天时又略有上升(图5)。
2.4 试验家兔血清AMA和GLU测定结果
第14天时攻毒组和攻毒治疗组家兔血清
AMA活性显著低于对照组(P<0.05);第21天
时攻毒组和攻毒治疗组家兔血清GLU浓度显著
高于对照组(P<0.05)。第35天时攻毒治疗组
家兔血清AMA活性开始升高,并在第42天时显
著高于攻毒组(P<0.05);而攻毒治疗组家兔血
清GLU值在第28天时即开始降低,并在第35
天时显著低于攻毒组(P<0.05),这种情况一直
持续到第70天(图6)。
2.5 试验家兔血清BUN和CRE测定结果
整个试验期内,对照组家兔血清 BUN 和
CRE浓度均无明显变化,攻毒组家兔血清BUN
和CRE浓度呈上升趋势。第21天时攻毒组和攻
毒治疗组家兔BUN和CRE浓度均显著高于对
照组(P<0.05)。当攻毒治疗组注射抗SW 血清
后BUN和CRE浓度均开始下降,第3 5天时攻
M.低分子量蛋白 Marker Low molecular weight protein
marker;1-4.依次为抗体1倍稀释、抗体2倍稀释、抗体4倍稀
释、抗体8倍稀释 1-Fold diluted antibody,2-Fold diluted anti-
body,4-Fold diluted antibody,8-Fold diluted antibody,respec-
tively
图3 家兔抗SW多克隆抗体的 Western blotting鉴定
Fig.3 Western blotting assay of rabbit
polyclonal antibody against SW
·62· 西 北 农 业 学 报 23卷
图4 家兔试验期内AST和ALT活性的变化
Fig.4 The change of AST and ALT activities of rabbits in the trial period
图5 家兔试验期内AKP和LDH活性的变化
Fig.5 The change of AKP and LDH activities of rabbits in the trial period
图6 家兔试验期内AMA活性和GLU浓度的变化
Fig.6 The change of AMA and GLU activities of rabbits in the trial period
毒治疗组家兔血清 CRE浓度显著低于攻毒组
(P<0.05),第 42 天时攻毒治疗组家兔血清
BUN浓度显著低于攻毒组(P<0.05),这种情况
一直持续到第70天(图7)。
2.6 试验家兔血清SW质量浓度的测定结果
所有试验家兔第0天时血清中均未检测到
SW,第7天时攻毒组和攻毒治疗组家兔血清中检
测出SW,第56天时攻毒组家兔血清SW 质量浓
度达到最高值,并一直保持在高水平;攻毒治疗组
家兔血清SW 质量浓度在第35天开始降低,并显
著低于攻毒组(P<0.05),但从第63天起攻毒治
疗组家兔血清SW 质量浓度升高,并持续到第70
天(图8)。
2.7 E-玫瑰花环试验结果
试验期内攻毒组家兔E-玫瑰花环率呈下降
趋势,在第56天时达到最低值。攻毒治疗组家兔
·72·1期 陈根元等:家兔苦马豆素多克隆抗体的制备及其对小花棘豆中毒的治疗效果
E-玫瑰花环率在第35天时开始上升,并在第42
天时显著高于攻毒组(P<0.05),但从第63天起
E-玫瑰花环率开始降低,并持续到第 70 天
(图9)。
图7 家兔试验期内BUN和CRE浓度的变化
Fig.7 The change of BUN and CRE activities of rabbits in the trial period
图8 试验兔血清SW测定结果
Fig.8 The result of swainsonine in serum from rabbits
图9 试验兔E-玫瑰花环率测定结果
Fig.9 The result of E-rosette rate in test rabbits
3 讨 论
3.1 SW多克隆抗体对中毒家兔血清生化指标
的影响
小花棘豆主要有毒成分为SW[2],动物采食
小花棘豆后,毒素在14d左右引起机体的酶发生
改变[9],这与本试验家兔血清酶测定结果一致。
AST、ALT、AKP和LDH等酶主要分布于肝脏、
心脏、骨骼肌等器官和组织,当脏器细胞的完整性
遭到损害时,这些酶就逸入细胞外周的组织液,继
而到达血液。因此,通过检测血液中这些酶的活
性,可以在一定程度上反映器官细胞的受损状
况[10];BUN是氨基酸代谢的终产物之一,CRE是
肌酸代谢的终产物,血液中BUN和CRE含量的
变化可反映肾脏排氮功能的变化,对于判定肾脏
损伤程度具有重要意义[11];家兔小花棘豆攻毒期
间,家兔血清 AST、ALT、AKP、LDH 活性和
BUN、CRE浓度均有不同程度的升高,说明小花
棘豆中毒可导致机体肝脏、肾脏、心脏和骨组织等
发生毒理性变化,与相关研究结果一致[12]。家兔
血清GLU浓度是相对恒定的,但在家兔肝脏受
损,糖代谢酶系统发生异常时,血清GLU浓度就
会相应发生变化。另外肾功能不全也可能导致血
清GLU 浓度升高。本试验中攻毒家兔血清
GLU浓度变化与小花棘豆的饲喂量存在明显的
剂量和时间效应,说明小花棘豆中毒可能导致家
兔肾功能不全或肝脏中糖代谢异常,使低聚糖在
机体中蓄积,这与相关文献一致[12]。治疗组家兔
注射抗SW 抗体后 AST、ALT、AKP、LDH活性
和BUN、CRE、GLU浓度均显著下降,说明注射
到家兔体内的SW 抗体起到治疗作用,有效防止
毒素对肝脏等组织器官造成的损伤。SW 可强烈
和特异性地抑制 AMA 活性[13],而治疗组血清
AMA活性在第42天时即显著高于攻毒组,说明
SW 抗体对进入动物体内的SW 有着清除与中和
的能力,可以很好地抑制由SW 引起的 AMA活
·82· 西 北 农 业 学 报 23卷
性降低,避免了SW对组织器官的进一步损伤。
3.2 SW多克隆抗体对中毒家兔E-玫瑰花环的
影响
E-玫瑰花环率可以反映动物机体免疫力的变
化[14],其主要受T淋巴细胞的影响。本试验攻毒
家兔的E-玫瑰花环率显著低于对照家兔,说明小
花棘豆中的SW可侵害家兔的免疫系统。治疗组
家兔注射SW 抗体后E-玫瑰花环率有一定的回
升,在试验的第42天治疗组家兔血清E-玫瑰花
环率即显著高于攻毒组,但仍低于对照组。说明
SW 抗体可以有效的减缓E-玫瑰花环率的降低速
度,阻止进入机体的SW 侵害免疫系统。
3.3 试验家兔血清SW质量浓度的变化
在攻毒试验期内,攻毒组家兔血清SW 质量
浓度呈上升趋势,但从第56天起,攻毒组家兔血
清SW 质量浓度趋于稳定,可能与动物机体对
SW 的代谢能力逐渐增强有关[15]。攻毒治疗组家
兔血清SW质量浓度在注射SW抗体后呈下降趋
势,说明抗体可以有效的降低血清中SW 的质量
浓度,但从第63天起攻毒治疗组家兔血清SW 质
量浓度又有回升,可能是因为抗体无法持续的发
挥对SW的中和作用。
4 结 论
通过小花棘豆攻毒试验,SW 多克隆抗体可
以有效降低中毒家兔血清 AST、ALT、AKP、
LDH活性和BUN、CRE、GLU 浓度,提高血清
AMA活性,延缓E-玫瑰花环率的降低速度,清除
血清中SW蓄积。说明SW 多克隆抗体可以用于
治疗家兔的小花棘豆中毒。
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