TAIL-PCR技术及其在植物基因中的克隆

热不对称性PCR（thermal asymmetric interlaced PCR，TAIL—PCR）是一种用来分离与已知序列邻近的未知DNA序列的分子生物学技术。该技术利用3个根据已知序列设计的嵌套特异性引物分别和简并引物组合进行PCR反应，选择恰当退火温度对目标片段进行PCR扩增。TAIL-PCR技术作为一种使用技术简单易行，反应高效灵敏，产物特异性高，重复性好，能够在较短的时间内获得目标片段，已经在分子生物学研究领域广泛应用。本文从TAIL-PCR技术原理出发，对该技术特异性引物设计、随机引物组合选择、PCR反应条件等关键性问题进行综述，并介绍TAIL—PCR技术在植物基因克隆上的应用现状及发展前景。     

猪附红细胞体荧光定量PCR检测方法的建立及应用

摘要: 根据GenBank已登录的猪附红细胞体（M.suis）推测的功能性蛋白基因ORF2序列设计引物和TaqMan荧光探针，以定量的10倍系列稀释含M.suis部分ORF2基因的T载体重组质粒（pGEX-T/M.suis）为标准品，进行荧光定量PCR扩增并制作了标准曲线，经对荧光定量PCR的反应条件进行优化，建立了M.suis的TaqMan荧光定量PCR检测方法（Taqman FQ-PCR）；对所建立的FQ-PCR检测方法进行了敏感性、特异性和重复性实验，并对疑似M.suis感染临床抗凝全血样品进行了检测应用。结果显示：标准曲线的曲线循环阈值与模板浓度有良好的线性关系，相关系数为0.998；所建立的FQ-PCR方法检测灵敏度可达10个拷贝/μL，比对照常规PCR灵敏度高100倍；FQ-PCR方法特异性高，对pGEX-T/M.suis重组质粒扩增呈现阳性反应曲线，而对8个对照细菌、病毒和寄生虫DNA扩增曲线均呈现阴性反应；对不同浓度的pGEX-T/M.suis重组质粒分别重复扩增2次，重复结果良好；用该方法对24份临床疑似M.suis感染样品进行了应用检测，结果有20份样品为阳性，阳性检出率高于常规PCR方法。     

绵羊粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子基因（GM-CSF）Real-time PCR方法建立及其在脂多糖诱导肺泡巨噬细胞中的动态表达

建立了绵羊(Ovis aries)粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子基因(GM-CSF)的EvaGreen Real-time PCR方法,具有较高的灵敏性(检测精度在10个拷贝数以内)和特异性(溶解曲线仅出现一个产物峰).绵羊GM-CSF在脂多糖(LPS)诱导前不表达,在诱导4 h后逐渐增加,在8 h达到最高(470 930拷贝数/ng总RNA),在诱导16 h之后表达水平逐渐降低.表明Real-timePCR是一种灵敏、可靠的检测绵羊GM-CSF表达的方法,GM-CSF参与早期的免疫应答反应.     

Real-time PCR技术用于中国大菱鲆虹彩病毒的组织敏感性检测及病毒流行情况调查

中国大菱鲆虹彩病毒(turbot reddish body iridovirus, TRBIV)是一种感染养殖大菱鲆的鱼类虹彩病毒，它可以引起大菱鲆病毒性红体病并导致养殖大菱鲆大量死亡。本研究利用TRBIV主要衣壳蛋白基因序列设计的一对引物，结合内嵌式核酸染料SYBR Green І，建立了TRBIV特异的Real-time PCR检测方法。实验结果表明，该对引物具有较高的灵敏度和较强的特异性，能够检测相当于102数量级的TRBIV基因组拷贝，而不与健康大菱鲆组织DNA、淋巴囊肿病毒DNA发生交叉反应。最后，应用建立的Real-time PCR检测方法，开展了TRBIV的组织敏感性检测和病毒流行情况调查。结果发现，大菱鲆的脾脏、肾脏、脑、鳃、心脏、肝脏、消化道、血液等组织中均可检测到TRBIV的存在，其中脾和肾是TRBIV的最主要的靶器官，每毫克组织的病毒含量分别高达5.23106个和2.18106个。分子流行病学调查结果显示，在山东半岛的多个大菱鲆养殖场中均存在TRBIV的感染和流行。     

转基因植物中CaMV35S和tNOS元件的4种定性PCR检测方法的比较

花椰菜花叶病毒35S启动子(promoter of Cauliflower mosaicvirus 35S,CaMV35S)和胭脂碱合成酶基因终止子(terminator of nopaline synthase gene,tNOS)是转基因产品筛选检测中的首选参数,日常检测中发现,个别标准中用于筛选检测这两种元件的引物存在非特异性扩增和灵敏度差的问题。本研究收集了国内外标准中常用的扩增片段分别为195、165、147和123 bp的CaMV35S和扩增片段分别为180、172、165和118 bp的tNOS各4对引物,应用普通PCR和实时荧光(Real-time)PCR方法,对8对引物的特异性、灵敏度及在加工品中的扩增性进行了测试和适用性评价。结果表明,CaMV35S 165和147 bp引物具有很好的特异性,灵敏度高,在不同的加工品中也表现出强的检测能力,筛选检测效果最佳;195bp引物扩增性稍差,且经常出现非特异性扩增;123bp引物较其他引物扩增弱且扩增不稳定。tNOS 172和165bp引物具有很好的特异性,灵敏度高,在不同的加工品中也表现出强的检测能力,筛选检测效果最佳;180bp引物扩增性较差,且易出现非特异扩增;118bp引物较其他引物扩增弱且扩增不稳定。本研究通过普通PCR和实时荧光(Real-time)PCR对不同国标中出现的引物进行适用性评价,为转基因产品的检测监管提供可靠技术依据。     

羟基萘酚蓝在伪狂犬病病毒环介导等温扩增检测方法中的应用

伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)传统诊断方法具有程序繁琐、周期长、成本高、特异性差等缺点,本实验建立了敏感、特异的PRV的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)检测方法,并在此基础上应用金属离子指示剂羟基萘酚蓝(hydroxy naphthol blue,HNB)进行反应结果判定.实验选取保守性较高的gB基因(glycoprotein B,糖蛋白gB)筛选引物,确定反应体系后,可在45 min内完成检测.LAMP方法特异性与PCR方法一致,敏感性是PCR方法的100倍,最低能够检测10个拷贝的目的基因.在HNB的应用试验中,发现LAMP反应体系中,HNB浓度为150 μmol/L时,阴阳性的颜色对比明显且反应的敏感性最高,可用于LAMP扩增产物的判断.临床样本的检测结果表明,PCR方法和LAMP方法的检出率一致.因此,本研究中所建立的LAMP方法是一种高度特异敏感的,可替代PCR方法的检测技术.     

转植酸酶基因(phyA2)玉米定性、定量PCR检测

转植酸酶基因玉米检测是对转植酸酶基因玉米释放进行有效监管的重要前提和技术支撑。本研究根据转植酸酶基因玉米(Zeamays)外源植酸酶基因phyA2序列设计基因特异性引物,进行了定性、定量PCR检测。定性结果显示,该引物可有效检测植酸酶玉米中phyA2基因,而在其他不含植酸酶基因的材料中则检测不到相应基因,表明该引物具有很高的特异性。以玉米内标准基因玉米淀粉合酶异构体zSTSII-2基因(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2为对象,进行SYBRGreenⅠ染料法荧光定量PCR反应,绘制2种基因扩增循环数-拷贝数标准曲线图,根据混合样品中(zSSIIb)和植酸酶基因phyA2的拷贝数计算样品中的转基因含量,并做熔解曲线分析。结果表明,zSSIIb和phyA2标准曲线相关系数分别为0.998和0.995,相关性较好,两个基因的熔解曲线均呈单峰型,表明引物特异性较强,混合玉米样品(植酸酶玉米含量分别为1%、0.5%和0.1%)中植酸酶玉米含量分别为1.1%、0.54%和0.17%,实测值与理论值接近。本研究建立了转植酸酶基因玉米定性、定量PCR检测体系,可有效地对转植酸酶基因玉米进行检测。     

洋葱腐烂病菌荧光定量PCR检测体系的建立

唐菖蒲伯克霍尔德菌洋葱致病型(Burkholderia gladioli pv.alliicola),是重要的植物病原细菌检疫性有害生物.本研究的目的是建立特异、灵敏、快速的TaqMan探针荧光定量PCR方法用于检测洋葱腐烂病菌(B.gladioli pv.alliicola).利用洋葱腐烂病菌保守基因序列设计和筛选特异性引物和TaqMan探针,优化PCR反应体系和反应条件.荧光定量PCR菌液检测灵敏度达到1.02×102 CFU/mL,DNA检测灵敏度达到1.73×10-4 ng/μL,反应时间仅需1h左右,对14种伯克氏菌属Burkholderia)参比菌种的特异性检测结果显示,洋葱腐烂病菌具有明显的扩增曲线生长,表明建立的荧光定量PCR体系具有非常高的特异性.同时对洋葱(Allium cepa)种子进行了模拟带菌检测,结果表明,建立的洋葱腐烂病菌荧光定量PCR检测体系能够检出模拟样品中的洋葱腐烂病菌,验证了检测体系的实用性.本研究建立的洋葱腐烂病菌荧光定量PCR检测体系能够有效用于洋葱腐烂病菌的鉴定,为进出口口岸和基层检验检疫部门提供了一种简便、快速、准确的洋葱腐烂病菌分子检测手段.     

正交设计优化玉米SSR—PCR反应体系的研究

为建立适宜玉米SSR—PCR的反应体系和扩增程序，利用正交设计L16（4^5）表，对反应体系的模板DNA、dNTPs、Primers、Taq DNA聚合酶的浓度进行4因素4水平优化筛选和扩增程序的优化，确立了最优反应体系和扩增程序。即在10μL体系中，模板DNA20ng，1×PCR buffer，dNTPs62．5pmol／μL，Primers0．25pmol／μL，Taq DNA polymerase0．5U。反应程序为：94℃预变性5min；94℃变性45S，60℃退火45S，72℃延伸1min，32个循环；72℃延伸5min，4℃保存。使用300对SSR引物对重组近交系的两亲本扩增，筛选出条带清晰，有差异的引物94对，用于基因连锁图谱构建和QTL定位。     

白木香SRAP—PCR反应体系的建立

本实验对白木香SRAP－PCR反应体系的影响因素（模板DNA，Taq酶，Mg^2＋d,NTP，引物）在4个水平上进行优化试验，筛选出各反应因素的最佳水平，建立白木香SRAP－PCR反应的最佳体系（20μL）：模板DNA50ng、引物0．30μmol／L、Mg^2＋ 1．5mmol／L、dNTP0．4mmol／L和购DNA聚合酶1．0U。适用于白木香的SRAP—PCR反应体系迄今未见报道，这一优化系统的建立为今后利用SRAP标记技术对白木香进行基础研究提供了一个标准化的程序。     

实时荧光PCR检测Ⅱ型猪链球菌方法的建立

建立了一种检测Ⅱ型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2)的实时荧光PCR(real-time fluorescence polymerase chain reaction)方法。用Primer Express2.0和Oligo6.0设计针对Ⅱ型猪链球菌荚膜抗原基因簇中cps2I基因的引物和Taqman荧光探针。通过常规PCR方法扩增得到81 bp DNA片段，克隆到pMD18-T载体，测序表明得到的序列为目的基因片段。在Lightcycler荧光PCR仪上对Ⅱ型猪链球菌的扩增曲线表明，该实时荧光PCR具有良好的特异性，可成功地扩增Ⅱ型猪链球菌，而参考猪链球菌(S.suis)、大肠杆菌(Escherichia coli )、沙门氏菌(Salmonella)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureu)、志贺氏菌(Shigella)、单增李斯特氏菌(Listeria monocytoge)和空白对照都是阴性；该检测方法可达到检测10个细菌的灵敏度，反应过程仅需30 min完成；在两个不同时间检测同一浓度的菌液，每次做20个重复，2次检测所得的Ct (threshold，阈循环)值之间无统计学差异(P > 0.05)，方法稳定性好。该实时荧光PCR检测Ⅱ型猪链球菌的方法可用于出入境检疫和动物防疫监督部门的疫情监测。     

荧光RT-PCR鉴别诊断O型与AsiaⅠ型口蹄疫病毒方法的建立

从GenBank中获取多个口蹄疫病毒（Foot-and-mouth disease virus, FMDV）基因组序列，进行多序列比对之后，设计对应于口蹄疫病毒的3D、VP3和3C区域的引物和探针，分别建立了FMDV群特异性实时荧光RT-PCR、O型特异性实时荧光RT-PCR和AsiaⅠ型特异性实时荧光RT-PCR检测方法。三种FMDV实时荧光RT-PCR在Lightcycler荧光PCR仪上扩增均出现标准的S型曲线，并且具有良好的特异性，可以很好地将FMDV与传染性牛鼻气管炎病毒（Infectious bovine rhinotracheitis virus）、猪传染性胃肠炎病毒（Swine transmissible gastroenteritis virus）、赤羽病病毒（Akabane virus）和猪呼吸系统冠状病毒（Porcine respiratory corona virus）区分。FMDV群特异性实时荧光RT-PCR可以成功扩增O型（O1和O2毒株）和AsiaⅠ型（AsiaⅠ1和AsiaⅠ2毒株）FMDV；O型特异性实时荧光RT-PCR可成功扩增O型（O1和O2毒株）FMDV，AsiaⅠ型（AsiaⅠ1和AsiaⅠ2毒株）FMDV为阴性；AsiaⅠ型特异性实时荧光RT-PCR可成功扩增AsiaⅠ型（AsiaⅠ1和AsiaⅠ2毒株）FMDV，O型（O1和O2毒株）FMDV为阴性。FMDV群特异性实时荧光RT-PCR、O型特异性实时荧光RT-PCR和AsiaⅠ型特异性实时荧光RT-PCR都可以检测到10个拷贝的模板，灵敏度接近检测方法的极限。检测时间短，从加样到反应结束只需要70 min。该方法有潜力用于FMDV的实验室筛查与鉴别诊断。     

新城疫病毒融合蛋白基因片段的构建与鉴定

本文重组和构建了新城疫病毒 ( NDV)融合蛋白基因 ,并对该基因进行了鉴定 :将新城疫病毒 F基因片段经 RT— PCR扩增 ,插入经 Eco R I/ Sal 酶切的克隆载体 p UC18及表达载体 p GEMEX,转化大肠杆菌 JM10 9株。用氨苄青霉素平板法初步筛选克隆 ,再用双酶切法、核酸探针、 PCR及核苷酸序列分析法鉴定 ,表明插入成功并且阅读框架正确     

两轮多重反转录巢式PCR方法扩增全长GalUR基因

研究了两轮多重反转录巢式PCR扩增全长基因的方法.先用多重巢式引物和cDNA进行第1轮PCR扩增;再用纯化的第1轮PCR产物和相同的引物进行第2轮扩增;最后通过改变Mg^2＋浓度、退火时间和退火温度进行PCR条件的优化,以增加PCR扩增的产量,用于克隆.结果显示该方法方便和快速地扩增出了草莓（Fragaria ananassa cv.SweatCharlie）高产量和高质量的全长GalUR基因,也非常快速地扩增出了用于基因构建的带有酶切位点的全长GalUR基因.该方法也可以用于其它全长基因的克隆.     

大鲵致病性嗜水气单胞菌SYBR GreenⅠ荧光定量PCR诊断试剂盒的研制

根据GenBank中致病性嗜水气单胞菌特异性的气溶素基因序列,设计1对引物,利用普通PCR技术扩增获得hlyA基因片段,并克隆到pMD-18T载体上作为阳性标准品。通过对SYBR GreenⅠ荧光定量PCR反应条件的优化,建立了快速检测致病性嗜水气单胞菌的SYBR GreenⅠ荧光定量诊断方法,以此为基础研制出试剂盒。试剂盒扩增产物的熔解曲线分析只出现1个单特异峰,无引物二聚体,对非致病性嗜水气单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌、迟缓爱德华菌、柱状黄杆菌均无阳性信号扩增,重复性好,灵敏度可达1.0x101拷贝/uL。结果表明研制的致病性嗜水气单胞菌SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR试剂盒具有特异、灵敏、快速、重复性好等特点,适合于大鲵临床样品的检测。     

西尼罗病毒荧光定量PCR检测体系的建立及评价

本研究建立了一种实时荧光定量PCR快速核酸检测西尼罗病毒的方法。通过序列比对和blast分析，确定西尼罗病毒Caspid蛋白保守区基因为检测的目的基因，引物采用Primer Premier5.0软件进行设计。本研究建立的检测方法利用SYBR Green染料，相比探针成本较低。通过溶解曲线分析表明，建立的检测方法在扩增过程中没有发现有二聚体的产生。本检测体系在用空白对照及类似的乙脑病毒作为扩增对照时，没有发现非特异性产物的生成，表明该体系对于西尼罗病毒的检测是特异的。将阳性对照标准品进行10倍梯度稀释后可检测到102copies/μL样品，表明该检测体系具有较高的检测灵敏度。     

Toward metrological traceability for DNA fragment ratios in GM quantification. 1. Effect of DNA extraction methods on the quantitative determination of Bt176 corn by real-time PCR

An international CCQM-P60 pilot study involving eight national metrological institutes was organized to investigate if the quantification of genetically modified (GM) corn powder by real-time PCR was affected by the DNA extraction method applied. Four commonly used extraction methods were compared for the extraction of DNA from a GM Bt176 corn powder. The CTAB-based method yielded the highest DNA template quantity and quality. A difference in the 260 nm/230 nm absorbance ratio was observed among the different extraction methods. Real-time amplification of sequences specific for endogenous genes zein and hmg as well as transgenic sequences within the cryIA(b) gene and a fragment covering the junction between the transformed DNA and the plant genome were used to determine the GM percentage. The detection of the transgenic gene was affected by the quantity and quality of template used for the PCR reaction. The Bt176 percentages measured on diluted or purified templates were statistically different depending on the extraction method applied.     

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

Identification of genetically modified potato (Solanum tuberosum) cultivars using event specific polymerase chain reaction

Several genetically modified (GM) cultivars are registered in Canada although they are not currently in commercial production. The GM cultivars can be distinguished from the non-GM and other GM cultivars by analyzing the DNA nucleotide sequence at the insertion site of the transgene corresponding to a single transformation event in the plant genome. Techniques based on modified polymerase chain reaction (PCR) strategies were used to generate sequence information from the plant genome flanking the insertion site of transgenic DNA for specific GM potato events. The plant genome sequence adjacent to the transgenic insertion was used to design PCR primers, which could be used in combination with a primer annealing to one of the nearby inserted genetic elements to amplify an event specific DNA fragment. The event specific PCR fragments generated were sequenced to confirm the specificity of the method.