实时定量PCR技术及其在水生动物研究中的应用

多聚酶链反应(PCR)研究与应用的飞速发展使其成为分子生物学实验室重要的工具,实时定量PCR(Real-time quantitative PCR)技术是20世纪90年代中期发展起来的一种新型核酸定量技术,该技术以其特异性强、灵敏度高、速度快、污染少等优点,促进了PCR技术的发展.实时定量PCR技术在水生动物研究中有着广泛的应用,目前主要集中在病原体检测、定量分析以及基因表达差异等方面.本文对实时定量PCR技术的原理、特点及5种主要的荧光化学作一介绍,对其目前在水生动物研究中的应用进行了概述,并探讨了该技术存在的问题和应用前景.     

荧光定量PCR技术应用综述

实时荧光定量PCR技术是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。该技术具有范围宽、敏感性高、精确度高等优点,是迄今为止定量最准确,重现性最好的定量方法,其应用领域越来越广泛。研究表明,应用实时荧光定量PCR技术,可以快速、准确、特异性地对猪链球菌2型、炭疽杆菌、空肠弯曲菌、猪繁殖与呼吸综合征病毒、弓形虫等细菌、病毒性病原及食品微生物进行检测、鉴定;可以用于食源性微生物、食品过敏源、转基因食品、乳品等检测。荧光定量PCR技术也可用于肿瘤早期诊断、分型、分期和预后判断。     

方格星虫实时荧光定量PCR内参基因的选择与验证

目前研究基因定量表达的方法主要为实时荧光定量PCR,选择合适的内参基因可以提高实时荧光定量PCR分析的准确性.选取方格星虫的体壁肌肉、吻、肾管、脑、肠道、收吻肌、食道、血淋巴细胞为材料,应用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析EF1-α2、α-Tub1、RPL13-b、Actin1、H3-b、GAPDH1共6个...     

浅谈兽医实验室荧光RT-PCR的质量控制

荧光定量RT-PCR技术是20世纪90年代末发展起来的技术,它将荧光素标记的探针与引物一起,在荧光PCR仪中反应,用电脑对整个反应进行实时监控,通过收集荧光信号强度获得一条荧光扩增曲线,直接读出实验结果。是比较方便、快捷、成熟的检测技术。对影响荧光定量RT-PCR实验结果的几个方面和质量控制进行探讨。     

杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)弹状病毒TaqMan实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为了建立一种能在临床上快速、准确检测杂交鳢弹状病毒(HSHRV)的TaqMan实时荧光定量PCR方法,利用PCR技术扩增HSHRV-C1207 G蛋白的全长序列,构建重组质粒,作为荧光定量PCR的标准品,根据HSHRV-C1207 G蛋白的保守序列,设计合成了一对能特异性扩增143 bp片段的引物和TaqMan探针,以标准品为模板建立HSHRV的TaqMan实时荧光定量PCR检测方法,并对该方法的灵敏度、可重复性和特异性进行评价。结果显示:建立的荧光定量PCR检测方法标准曲线有较好的线性关系,相关系数(R2)为0.999,斜率为-3.290;荧光定量PCR最低可以检测到10个病毒核酸分子拷贝,而传统PCR方法最低可检测到1×103个拷贝;38个平行样品重复性实验组内变异系数为0.84%;对其他6种水产养殖常见病毒均无扩增反应。应用该方法对采集的21份患病鳢样品进行检测,其中18份为阳性,与细胞分离和电镜观察结果相同;以传统PCR方法检测同样的样品,仅13份为阳性。本研究建立的TaqMan实时荧光定量PCR方法灵敏度高、特异性强,能较好的用于临床HSHRV的检测,对病毒病原定量检测与杂交鳢弹状病毒病的快速诊断具有重要意义。     

赤潮研究中圆海链藻实时荧光定量PCR检测方法的建立

为建立快速、准确的鉴定和定量检测赤潮生物的方法,以圆海链藻为例，以其18S rDNA序列为寻找种特异性引物的靶区域，通过分析18S rDNA序列，设计出适合用于RFQ-PCR的引物与探针，并通过引物PCR验证确定其特异性，进而以圆海链藻荧光定量PCR的引物和探针（Primer Thalassiosira rotula和Taqman Thalassiosira rotula），建立了定量检测圆海链藻的实时荧光定量PCR检测方法（RFQ-PCR）。与传统的显微镜计数方法比较，两者所获结果无显著性差异，证明了本方法的可行性，从而为我国沿海水域赤潮问题的研究提供了良好的技术检测途径。     

养殖沉积环境中气单胞菌属细菌的实时荧光定量PCR检测方法的建立

利用GyrB基因的特异性引物建立沉积环境中气单胞菌属细菌的实时荧光定量PCR检测方法。将已知浓度的气单胞菌菌液加入灭菌的沉积物样品中,作为模拟沉积物样品。通过选择和优化沉积物DNA提取方法、特异性引物、标准曲线模板,建立沉积环境中气单胞菌属细菌准确检验的实时荧光定量PCR方法,同时验证该方法的特异性、灵敏性、重复性。结果表明,采用改进的溶菌酶-SDS温和裂解法提取沉积物DNA,以扩增GyrB基因片段的IAF和IAR为特异性引物,并直接以模拟沉积物样品DNA为标准品构建标准曲线,可以建立适用于定量检测沉积环境中气单胞菌属细菌的实时荧光定量PCR方法。该方法可灵敏、特异、准确地定量检测刺参养殖池塘底泥中气单胞菌属中不同种的细菌,检出效率可达103CFU/g。统计分析显示,变异系数为0.21%-0.80%,均小于5%,表明重复性良好。     

基于荧光定量PCR的鳜传染性脾肾坏死病毒滴度检测方法

针对传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)的ORF007基因,设计特异性引物及TaqMan探针,建立了ISKNV的实时荧光定量PCR方法。采用CPE法对连续10倍稀释的ISKNV培养液的滴度进行了测定,同时采用荧光定量PCR法测定病毒拷贝数。结果显示,荧光定量PCR测定的病毒拷贝数与CPE法测定的病毒滴度具有良好的线性关系,其线性方程为y=1.076x+0.545(R2=0.998 6),其中y为基因组拷贝数浓度的对数,x为病毒滴度TCID50的对数。研究表明,荧光定量PCR法可替代CPE法应用于ISKNV疫苗抗原的定量,大大缩短了疫苗制备的时间,为疫苗生产提供了方便。     

大鲵虹彩病毒TaqMan实时荧光定量PCR检测方法的建立

利用PCR技术扩增出大鲵虹彩病毒(giant salamander iridovirus, GSIV)主要衣壳蛋白(MCP)编码区长度为1 392 bp 的片段, 克隆到 pMD19-T载体上, 构建重组质粒 pMD19-T-MCP。经PCR鉴定确认正确后, 以10倍梯度稀释 pMD19-T-MCP重组质粒, 作为标准模板进行 TaqMan实时荧光定量PCR扩增, 制作标准曲线, 建立了大鲵虹彩病毒的 TaqMan实时荧光定量PCR检测方法。制作的标准曲线有极好的线性关系, 且线性范围宽, 相关系数为0.990 19。组内重复试验的CT值标准偏差为0.52%。检测结果显示, 该方法对大鲵虹彩病毒的检测有高度的特异性, 与锦鲤疱疹病毒、弗氏柠檬酸杆菌、嗜水气单胞菌以及鲤上皮瘤细胞基因组DNA之间均无交叉反应, 特异性好, 检测总DNA灵敏度为10个病毒核酸分子拷贝数, 约1.1×10-3 pg/μL病毒核酸, 较之常规PCR的敏感度高出约1 000倍。研究建立的大鲵虹彩病毒TaqMan实时荧光定量PCR方法灵敏度高、特异性强, 对大鲵虹彩病毒病的快速诊断与病毒病原定量检测有重要意义。     

实时荧光定量PCR扩增特异性vapA基因检测杀鲑气单胞菌

为实现杀鲑气单胞菌早期快速准确定量检测,研究旨在建立杀鲑气单胞菌的SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测方法。根据GenBank中杀鲑气单胞菌毒力阵列蛋白基因(vapA)保守序列设计并合成一对特异性引物,对其特异性、灵敏度、可重复性和应用性进行评价。结果显示,研究设计的引物具有良好的种间特异性,仅对杀鲑气单胞菌及其亚种有阳性扩增,与其他细菌不发生交叉反应。构建的Real-time PCR标准曲线质粒拷贝数与循环阈值呈良好的线性关系,扩增所得标准曲线分别为y=–4.8345x+42.535,相关系数R~2为0.998,最低检测限为34拷贝/μL,较常规PCR的灵敏度高出约1000倍。应用建立的方法检测人工感染的虹鳟病样,15个被检样品呈阳性反应,与细菌常规鉴定方法结果一致。研究表明,所建立的基于实时荧光定量PCR技术的杀鲑气单胞菌检测方法快速、特异、灵敏,可用于临床诊断和疫病监测。     

Development of a widely applicable positive control strategy to support detection of infectious salmon anaemia virus (ISAV) using Taqman real-time PCR

Real-time PCR assays are being increasingly applied to the detection of fish pathogens due to their sensitivity, specificity and potential for high throughput sample processing. Such assays allow for the ready and efficient inclusion of appropriate quality controls which are fundamental to scientific integrity and to satisfying the demands of diagnostic test accreditation. In this article, we report development of a universal positive control strategy for real-time PCR assays, which has been used to support and improve a previously published method for detection of infectious salmon anaemia virus (ISAV). The strategy employed uses an RNA mimic template, which is based on the ISAV segment 8 target sequence but includes an artificial universal positive control sequence. Inclusion of this sequence, which is targeted by a second specific probe carrying a different fluorophore to the primary assay, allows for convenient screening of all real-time PCR reactions for the presence of contaminating positive control material. The development of readily distinguishable artificial positive control material offers distinct advantages to real-time PCR assays over using control material derived from clinical material.     

哈维氏弧菌RT-LAMP检测方法建立与应用

哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)是引起海南省后水湾深水网箱养殖卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)"烂身病"的主要病原菌。为了能够快速诊断该病原菌,急需建立一种耗时短、准确以及便捷的检测方法。本研究利用分离到的致病菌株QT520的ToxR基因序列设计特异性引物和加入SYTO-9特异荧光染料,建立了一种可以实时、快速检测哈维氏弧菌的LAMP法(RT-LAMP)。该方法对哈维氏弧菌的基因组DNA及菌液灵敏度分别为100 fg/μL和10~3 cfu/mL,与Real-time PCR法检测灵敏度相当,比普通PCR的检测灵敏度要分别高1000倍和10倍,能有效区分哈维氏弧菌与坎氏弧菌(Vibrio campbellii);可以实时观察检测结果,且检测时间只需要40 min;具有耗时短、特异性和灵敏度高、仪器便携、操作简单且能实时观察检测结果等优点,非常适合在生产现场进行哈维氏弧菌的检测。     

观赏鱼类疾病及其诊断方法

观赏鱼因经长期驯化变种而来比较娇贵,且所处环境也相对稳定,一旦管理不善很容易引起疾病。本文主要讨论了观赏鱼饲养过程中常见疾病的种类、发病原因、诊断方法等,重点介绍了:免疫学诊断技术、核酸诊断技术、核酸技术与免疫学相结合的方法。免疫学诊断技术包括单克隆抗体技术、荧光抗体技术等。核酸诊断技术包括核酸杂交技术、PCR(聚合酶链式反应)技术、16S rRNA检测技术。核酸技术与免疫学相结合的方法有PCR-ELISA法等。     

Evaluation of non‐traditional modelling techniques for forecasting salmon returns

Forecasting adult salmon abundance is problematic when the number of observations is small relative to the number of potential explanatory variables. Machine learning and other non‐traditional techniques employ algorithms designed to prevent model overfitting. Data from 18 coho salmon, Oncorhynchus kisutch (Walbaum), and seven Chinook salmon, Oncorhynchus tschawytscha (Walbaum), populations on the Oregon coast were used to evaluate the forecast performance of artificial neural networks, elastic net, least absolute shrinkage and selection operator, principal component regression (PCR) and ridge regression (RR) compared to several more traditional techniques. In general, the non‐traditional modelling techniques evaluated in this study performed similarly to the traditional techniques with the exception of sibling regression. This suggests that they have merit for improving actual predictions. Among the non‐traditional techniques, PCR resulted in the lowest prediction error for the coho salmon populations, and RR predicted Chinook salmon returns most accurately. The techniques explored are not an easy solution to a difficult problem. Spurious conclusions about the processes that generate salmon returns still may result as evidenced by the inclusion of an unrelated variable in many of the non‐traditional models.     

牡蛎中副溶血弧菌荧光定量PCR检测方法的建立及其应用

以副溶血弧菌毒素调控基因(toxin regulations,toxR)作为靶标基因,设计特异性引物及TaqMan探针,以含toxR基因的质粒为模板,建立质粒拷贝数与CT值的标准曲线,分别采用含toxR基因质粒、纯培养的副溶血弧菌和添加副溶血弧菌的牡蛎(Ostrea)模拟样品进行灵敏度试验,结果表明,其灵敏度分别为15拷贝、18 CFU/mL和180CFU/mL.同一个样品的30次重复性试验表明,试验内及试验间的变异系数分别为0.95%和1.5%.结果显示,本研究建立的副溶血弧菌荧光定量PcR检测方法特异性强、灵敏度高、重复性好,可用于牡蛎等水产品中副溶血弧菌的定量检测.     

Rapid identification of eels <Emphasis Type="Italic">Anguilla japonica</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Anguilla anguilla</Emphasis> by polymerase chain reaction with single nucleotide polymorphism-based specific probes

ABSTRACT:   Standard molecular techniques, such as sequencing and restriction fragment length polymorphism analysis after polymerase chain reaction (PCR) amplification are relatively complicated, and species identification can take a long time when using such techniques. We established a quick method, using PCR with species-specific TaqMan Minor Groove Binder (MGB) probes based on single nucleotide polymorphism (SNP) to distinguish the two eel species Anguilla japonica and Anguilla anguilla . This method can be used in processed products. Partial sequences of the mitochondrial 16S rRNA gene were compared between A. japonica and A. anguilla to design a primer pair common to both A. japonica and A. anguilla and probes specific to A. japonica and A. anguilla . Different fluorescence intensities were produced in two PCR microtubes each containing A. japonica - and A. anguilla -specific probes for one target sample. We observed the fluorescence intensity of PCR products in microtubes under ultraviolet transillumination, with similar results to those obtained by real-time PCR. Therefore, SNP-based PCR is a powerful tool for identifying materials of processed foods from either A. japonica or A. anguilla .     

基于lolB基因的SYBR GreenⅠ实时定量PCR检测病原霍乱弧菌方法的建立

基于霍乱弧菌lolB基因保守序列设计1对特异性引物,建立了SYBR GreenⅠ实时定量PCR检测霍乱弧菌的方法。常规PCR检测仅霍乱弧菌扩增出大小为519bp的目的片段,其他3种病原弧菌均为阴性;SYBR GreenⅠ实时定量PCR,在Tm为86.5～87℃,扩增产物的熔解曲线只出现1个单特异峰,无引物二聚体,表明该引物具有较好的特异性。SYBR GreenⅠ实时定量PCR扩增曲线反映了PCR的指数增长阶段和平台阶段;所制作的标准曲线在2.59×108～2.59×100拷贝数之间有较好的线性关系,相关系数为0.993,能对霍乱弧菌进行准确的定量分析。该方法检测时间从核酸抽提到结果分析仅需4～5h,较传统方法敏感、操作简单、耗时短,是霍乱弧菌引起的水产动物疾病的快速诊断及流行病调查的有效方法。