环介导恒温扩增技术快速检测对虾白斑综合征病毒方法的建立

DNA环介导恒温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术是一种特异、灵敏、快速的新型基因检测技术,其检测结果可以通过琼脂糖凝胶电泳观察,也可以通过加入核酸染料SYBR GreenⅠ进行肉眼观察。本研究根据对虾白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)的结构蛋白VP26基因序列,设计一套引物,成功建立了针对WSSV的LAMP检测方法。应用该方法,在65℃温育1h的条件下快速扩增病毒基因组DNA,琼脂糖凝胶电泳得到特异性梯度条带;在反应体系中添加SYBR GreenⅠ染料后,可通过肉眼观察有无荧光直接判定结果。该研究建立的LAMP法能特异性检出WSSV,其检测下限比PCR法低一个数量级,相当于0.563pg/μL的质粒(pMD19-T-VP26)浓度。表明所建立的WSSV LAMP检测法特异性好、灵敏度高、操作简单方便,有望作为WSSV快速诊断的常规方法。     

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。     

实时荧光定量PCR检测胸膜肺炎放线杆菌方法的建立及应用

研究建立检测胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)的实时荧光定量PCR方法,并运用建立的检测方法对临床病料进行应用检测.根据GenBank报道的胸膜肺炎放线杆菌apxⅣA基因3'端391 bp核苷酸保守序列,设计1对特异引物扩增117 bp核苷酸片段,建立检测APP的实时荧光定量PCR方法和标准曲线,并利用该方法对收集肺脏组织和人工感染组织材料进行APP核酸定量检测.结果表明,构建的实时荧光定量PCR检测方法具有良好敏感性、特异性、重复性和临床应用性.该方法的建立为APP的临床高效诊断和APP感染的发生、发展和转归研究提供了一种有效手段.     

贮藏期猕猴桃果实表面溃疡病病原菌的快速检测方法研究

为建立猕猴桃果实表皮溃疡病病原菌(Psa)的快速检测方法,以陕西周至县贮藏期的海沃德猕猴桃为材料,用King’s B液体培养基培养获得果实表面病原菌,采用细菌DNA提取试剂盒及热裂解法提取总DNA;根据陕西猕猴桃Psa的hrp W保守区设计2对特异引物进行巢式PCR扩增,并对扩增产物进行测序。结果表明,从4个猕猴桃贮藏库抽取40个样品,其中8个样品检测出阳性扩增;对特异扩增得到的550bp的hrp W序列进行BLAST对比分析,发现该序列与丁香假单胞杆菌猕猴桃致病性变种(Pseudomonas syringae pv.actinidiae)的hrp W序列同源性为99%。此外,本试验建立的巢式PCR检测方法对Psa的检出限为103cfu·m L~(-1),检测方法特异性强,灵敏度高,能减少假阳性的出现,保证了快速检测结果的可靠性,为控制猕猴桃果实传播Psa提供了理论依据。     

同步检测海水养殖动物5种病原菌的扩增子拯救多重PCR(Arm-PCR)方法的建立与应用

鳗弧菌(Vibrio anguillarum)、哈维氏弧菌(V.harveyi)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)和副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)是我国海水养殖动物5种重要的病原菌.本研究在分析了其致病因子基因的基础上,依据扩增子拯救多重PCR(Arm-PCR)的原理,设计了5套特异性的套式PCR引物,并在各内引物的5'端分别加上能被一对通用引物识别的标签序列;通过对套式PCR中影响扩增结果的引物混合物浓度、退火温度、Mg2+浓度、dNTPs浓度以及Taq DNA聚合酶浓度等5个反应参数的调整和优化,最终建立了一种能同步检测海水养殖动物5种常见病原菌的Arm-PCR方法.优化后的Arm-PCR方法第一步PCR反应体系为:10×PCR Buffer 5 μL(含20 mmol/L的Mg2+),dNTP(各2.5mmol/L)5μL,T的酶(2.5 U/μL)0.6 μL,10×Primer Mix(2 μmol/L)5 μL,DNA模板各1μL,灭菌双蒸馏水补足至50 μL,反应的退火温度为55℃.实验结果表明:对鳗弧菌、哈维氏弧菌、嗜水气单胞菌、迟缓爱德华氏菌和副溶血弧菌这5种病原菌,使用该方法可以在1支反应管内快速、同步进行检测,得到大小分别为144、190、266、315和371 bp的特异性产物,其检出灵敏度分别为1.745、1.847、16.000、28.126和369.900 pg细菌基因组DNA;该方法特异性强,与大肠杆菌(Escherichia coli)、溶藻弧菌(V.alginolyticus)、河豚毒素假交替单胞菌(Pseudoalteromonas tetraodonis、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等其他细菌以及半滑舌鳎基因组DNA不产生交叉反应.2012年,应用该Arm-PCR方法对分离自病鱼的24个优势菌株进行了检测,确定出5株迟缓爱德华氏菌、3株嗜水气单胞菌、2株哈维氏弧菌及2株副溶血弧菌,证实该方法具有良好的可靠性和实用性.该方法不仅适用于海水养殖动物中致病性鳗弧菌、哈维氏弧菌、嗜水气单胞菌、迟缓爱德华氏菌、副溶血弧菌的快速、同步检测和病原流行情况调查,也为进一步开发相应的基因芯片检测方法打下了基础.     

嗜水气单胞菌转录调控蛋白基因(ahyR)突变株的构建及特性分析

根据GenBank公布的嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila,Ah)转录调控蛋白基因ahyR序列设计1对特异性引物,利用PCR方法扩增AhJ-1株ahyR的部分片段。PCR产物克隆入pMD18-T载体,经序列测定后定向连接入含有卡那霉素抗性(Kanr)基因的自杀性质粒pJP5603中,构建重组质粒pJP-ahyR。将鉴定为阳性的重组质粒转化嗜水气单胞菌J-1株感受态细胞,获得1突变株细菌。PCR方法鉴定该突变株为J-1株ahyR基因同源突变株,命名为J-1△ahyR。与J-1株相比,突变株的外膜蛋白图谱和部分生化特性发生改变;胞外蛋白酶、淀粉酶、DNA酶、溶血素等几种主要毒力因子同时丧失;致病力明显降低,对小白鼠的半数致死量大于1.0×108CFU(colonyformingunits)。该研究为ahyR基因功能的探讨及嗜水气单胞菌弱毒疫苗的研制奠定了基础。     

实时荧光定量PCR方法检测大肠杆菌O157:H7

针对大肠杆菌(Escherichia coli )O157:H7的致病基因eae设计了特异性引物，并用荧光染料SYBR GreenⅠ 进行了实时定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）。熔解曲线显示产物特异性较强，无非目的条带和二聚体产生。并对反应程序进行了优化，确定了最佳的反应程序，最终在合适的模板浓度内得出了标准曲线。结果显示Real-time PCR 比普通PCR灵敏1 000倍。     

山羊支原体山羊肺炎亚种SYBR GreenⅠqRT-PCR检测方法的建立

山羊支原体山羊肺炎亚种(Mycoplasma capricolum subsp.capripneumoniae,Mccp)是山羊传染性胸膜肺炎(contagious capri pleuropneumonia,CCPP)的病原。本研究根据GenBank公布的Mccp F38株(No.LN515398.1)arcD(MCCPF38_00114)基因序列设计1对特异性引物,建立了针对Mccp的SYBR GreenⅠ qRT-PCR方法。结果显示,该方法能特异性检测Mccp,与丝状支原体山羊亚种(Mycoplasma mycoides subsp.capri,Mmc)、副猪嗜血杆菌(Haemophilusparasuis,HPS)、绵羊肺炎支原体(Myplasma ovipenumoniae,Mo)、羊传染性脓疱毒(Orf virus,ORFV)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,SA)、多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)、大肠杆菌(Escherichia coli,Ec)等羊常见病原均无交叉反应,表明该方法具有良好的特异性;该方法的最低检测限为279 copies/μL,组内和组间变异系数均小于1%,说明该方法灵敏度高、重复性好。本研究建立的检测Mccp arcD基因的SYBR GreenⅠ qRT-PCR方法为CCPP的临床早期诊断及定量分析Mccp感染水平提供了更准确的方法。     

马铃薯卷叶病毒RT-LAMP检测方法的建立

为建立一种快速准确检测马铃薯卷叶病毒(potato leafroll virus,PLRV)的方法,本研究以PLRV CP(coat protein,CP)基因ORF3保守序列为靶标,建立了PLRV反转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测体系,并对建立的RT-LAMP检测体系的特异性、灵敏度、实际应用效果进行评估。结果表明,建立的PLRV RT-LAMP检测方法,在62℃恒温下扩增50 min,扩增产物中加入双链嵌合荧光染色(SYBR Green Ⅰ),阳性样品颜色变为绿色,阴性样品颜色仍为褐色,可直接目测判断待检测样品是否感染PLRV。该方法只特异性检测PLRV,不与马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)、马铃薯S病毒(PVS)、马铃薯A病毒(PVA)和马铃薯M病毒(PVM)等其他5种马铃薯主要病毒发生交叉反应。此外,建立的PLRV RT-LAMP检测方法的灵敏度较反转录PCR(RT-PCR)方法高100倍。田间样品检测验证,该方法与标准RT-PCR方法符合率达100%。本研究建立的以SYBR Green Ι为颜色指示的PLRV可视化检测RT-LAMP方法,特异、灵敏、便捷,成本低,可满足科研、基层单位对该病毒快速诊断和检测的需要。     

鱼源嗜水气单胞菌外膜蛋白基因ompTS在枯草芽孢杆菌中的表达及检测

用PCR方法从枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）、鱼源嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）的基因组DNA和质粒pGFP-2中,分别扩增P43启动子、不含信号肽的外膜蛋白基因ompTS和不含启动子的绿色荧光蛋白基因。各PCR产物经测序、酶切、连接到大肠杆菌（Escherichia coli）-枯草芽胞杆菌穿梭载体pNW33N相应位点分别构建了穿梭表达载体pNWP43gfp和pN-WP43omp。电转枯草芽胞杆菌构建菌株BS01（pNWP43gfp）,在荧光显微镜下发出明亮的绿色荧光;电转枯草芽胞杆菌构建菌株BS01（pNWP43omp）,表达的外膜蛋白经SDS-PAGE和Western blot检测,结果表明,穿梭表达载体pNWP43gfp和pNWP43omp构建成功。构建的枯草芽胞杆菌在P43启动子的调控下,分别实现了绿色荧光蛋白基因和外膜蛋白基因ompTS的表达。     

Evaluation of post-polymerase chain reaction melting temperature analysis for meat species identification in mixed DNA samples

Real-time uniplex and duplex polymerase chain reaction (PCR) assays with a SYBR Green I post-PCR melting curve analysis were evaluated for the identification and quantification of bovine, porcine, horse, and wallaroo DNA in food products. Quantitative values were derived from threshold-cycle (C(t)) data obtained from serial dilutions of purified DNA. The limits of detection in uniplex reactions were 0.04 pg for porcine and wallaroo DNA and 0.4 pg for cattle and horse DNA. Species specificity of the PCR products was tested by the identification of peaks in DNA melting curves, measured as the decrease of SYBR Green I fluorescence at the dissociation temperature. The peaks could be distinguished above the background even at the lowest amount of template DNA detected by the C(t) method. The system was also tested in duplex reactions, by use of either single-species DNA or DNA admixtures containing different shares of two species. The minimum proportions of each DNA species allowing the resolution of T(m) peaks in the duplex reactions were 5% (cattle or wallaroo) in cattle/wallaroo mixtures, 5% porcine and 1% horse in porcine/horse mixtures, 60% porcine and 1% wallaroo in porcine/wallaroo mixtures, and 1% cattle and 5% horse in cattle/horse mixtures. A loss in the sensitivity of the method was observed for some DNA combinations in the duplex assay. In contrast, the results obtained from SYBR Green I uniplex and duplex reactions with single-species DNA were largely comparable to those obtained previously with species-specific TaqMan probes, showing the suitability of that simpler experimental approach for large-scale analytical applications.     

Application of a real time polymerase chain reaction method to detect castor toxin contamination in fluid milk and eggs

The castor seed contains ricin, which is one of the most potent biological toxins and is widely considered to be a threat agent for bioterrorism. In this study, a rapid and sensitive PCR method was applied to the detection of castor contamination in milk and liquid egg samples. The targeting gene sequence of the primer set, Ricin-F4/R4, was not found in either the bovine or chicken genome. Primers against a highly conserved sequence from the 18S ribosomal RNA gene were used as a positive control for DNA extraction and PCR reaction efficiency. The quantity and quality of DNA prepared from castor spiked or nonspiked milk and egg samples obtained from three different DNA extraction methods were compared. The cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) method yielded the highest quality of DNA and is most suitable for the sensitive detection of castor DNA by real-time PCR in both milk and liquid egg matrixes. However, taking time and cost into consideration, a commercial kit designed for extraction of DNA from stool samples could be used as an alternative method for the routine extraction of DNA from milk for real-time PCR assays. The egg matrix was found to inhibit PCR amplification and interfere with two of the three methods tested for DNA extraction. Egg yolk had a greater negative effect on PCR amplification than the egg white matrix. Our results affirm the necessity of performing individual validations for each food matrix. Both real-time PCR systems used in this study, TaqMan and SYBR Green I dye, were capable of detecting 100 ng of castor acetone powder, corresponding to 5 ng of ricin, in 1 mL of milk or liquid egg, well below the toxic dose for humans. On the basis of these results, the real-time PCR method for detection of intentional castor contamination is applicable to milk and egg matrixes.     

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。     

嗜水气单胞菌aer毒素基因的克隆及核苷酸序列分析

以自行分离的嗜水单胞菌分离株AHCS02为研究对象,分析其产生的aer毒素基因结构.根据GenBank中aer毒素的基因序列（M16495）,设计扩增编码aer毒素成熟蛋白基因的引物,以AHCS02的基因组DNA为模板,PCR扩增出长度为1 332 bp的核苷酸片段,进行pMD18-T载体克隆.酶切鉴定后进行序列测定和分析,结果表明扩增的片段与M16495的同源性达92%,将测得的序列登录GenBank数据库,所得的序列编号为AY136943.分析推导其核苷酸编码的氨基酸序列显示：其编码443个氨基酸,为aer毒素成熟蛋白的基因,与M16495相比,氨基酸差异主要集中在422氨基酸残基至436氨基酸残基的位置上,在这个位置上共有8个氨基酸残基发生变化,其中在435和437氨基酸残基之间有一个氨基酸密码子丢失,氨基酸的同源性达95.5%.证明aer毒素基因的5＇端保守,3＇端变异较大.     

鱼源嗜水气单胞菌aopB-/aopD-/aroA-缺失株的构建及鉴定

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)能引起多种鱼类暴发性出血性败血症,为研制更加安全的嗜水气单胞菌口服活疫苗,构建了鱼源嗜水气单胞菌aopB-/aopD-/aroA-缺失株。首先构建含缺失369 bp的aopB/aopD基因(编码嗜水气单胞菌外膜蛋白B、D)与蔗糖敏感基因(sacB)的重组自杀性质粒pREaopB/aopD,与嗜水气单胞菌Ah2056接合转移,应用二步法筛选aopB-/aopD-缺失株,PCR证实aopB/aopD基因的缺失突变。在此基础上,构建另一个含缺失1 290 bp的aroA基因(编码5-酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶)与庆大霉素抗性片段（aacC1片段）的重组自杀性质粒pSUParoA,与aopB-/aopD-缺失株接合转移,利用庆大霉素抗性筛选aopB-/aopD-/aroA-缺失株,用PCR证实aroA基因的缺失突变。进一步对aopB-/aopD--/aroA-缺失株进行生长特性、对鱼的毒力等生物学特性鉴定。结果表明,aopB-/aopD-/aroA-缺失株构建成功,且该缺失株为毒力丧失、营养缺陷株。     

实时荧光定量PCR技术在转基因猪生长激素基因差异表达中的应用

为确定猪生长激素基因(pGH)在F1代转基因猪体内的遗传稳定性及其在育肥初期表达水平的差异,利用SYBRGreenⅠReal-time PCR法检测精子介导纳米基因载体法获得的F0代母猪与非转基因公猪配种所产的7头转pGH基因猪和9头非转基因猪3月龄生长激素的表达水平。根据16个血液样品荧光定量结果绘制溶解曲线和扩增曲线图谱,并用F=(1+E)﹣ΔΔCt,公式进行Ct均值的分析,得出F1代转pGH基因猪生长激素平均表达水平是同期非转基因猪的1.77倍。结果证实,1)外源pGH基因在转基因猪体内能稳定传代;2)并非每头转基因猪体内pGH基因的表达量均高于非转基因猪;3)在F1代转基因猪体内,pGH的平均表达水平显著高于同期非转基因猪。本实验建立了能够稳定测评家猪生长激素相对基因表达水平的方法,为研究转基因与非转基因动物之间生理指标与定量表达的差异性等提供了科学依据。     

嗜水气单胞菌粘附素和外膜蛋白A基因克隆与结构预测

采用PCR方法扩增嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）外膜蛋白相关基因,即粘附素（Aha）、外膜蛋白A（OmpA）基因全长序列,进行DNA测序及生物信息学分析。结果表明：Aha基因长1 314 bp,推导编码355 aa,5～24 aa区域为跨膜螺旋,26～355 aa区域为革兰氏阴性菌孔蛋白结构域（PF00267）,Aha蛋白三级结构与模板（PDB：1PHO_A）相似性达28.21%;OmpA基因长1 102 bp,推导编码338 aa,含有OmpA跨膜结构域（PF01389）和OmpA结构域（PF00691）,预测OmpA蛋白抗原表位位于64～69 aa、160～171 aa、244～249 aa、259～274 aa和295～301 aa区域,OmpA蛋白三级结构OmpA跨膜结构域和OmpA结构域与模板（PDB：1BXW_A,PDB：4ERH_A）相似性分别为27.45%和57.58%;进一步采用拉马钱德兰图（Ramachandran plot）检测分析,与Aha、OmpA基因蛋白三级结构预测结果一致。本研究有助于理解嗜水气单胞菌致病的分子机制,为鱼类疾病防治及疫苗应用提供科学参考。