抗草甘膦转基因玉米外源基因ddPCR拷贝数分析

【目的】本研究是从前期获得的100余份转基因抗除草剂草甘膦玉米品系中,挑选T抗-1等14个转基因玉米品系进行拷贝数检测。【方法】采用一种新型的拷贝数分析方法——微滴数字PCR技术(droplet digital PCR,简称dd PCR),设计特异引物对外源抗草甘膦基因2m G2-epsps进行绝对定量分析。【结果】供试的14份转基因材料中10份是单拷贝品系。同时,通过引物探针特异性试验、叶片基因组DNA的PCR抑制和浓度检测、转基因玉米的外源基因2m G2-epsps的实时PCR检测和基因组DNA的酶切等系列研究,建立稳定的转基因玉米拷贝数分析的dd PCR检测体系。【结论】微滴数字PCR技术为这批转基因玉米的下一步转基因生物安全评价提供了重要参数,同时建立了转基因玉米(genetically modified maize)外源基因拷贝数dd PCR分析方法。     

多重PCR法快速检测转基因玉米多种转化体技术优势的比较分析

以常见的转基因玉米Bt176、MON810、MON863、NK603这4种转化体为检测对象,通过对其中MON810引物的重新设计和评价,建立并完善了转基因玉米四重转化体的PCR检测体系。结果表明,建立的四重PCR体系能有效检测出转基因玉米4种转化体,与单一PCR检测技术相比,检测耗时缩短63%,成本降低75%,检测产生的废液减少75%,说明该方法具有简便、快速、低成本、低污染等优势,适用于转基因玉米多种转化的大规模系统性检测。     

转基因玉米NK603结构特异定量PCR方法的建立

根据转基因玉米NK603载体构建特异序列,设计引物和Taqman探针,建立了转基因玉米NK603载体构建特异结构定量PCR检测方法,并采用该法检测了2％含量的NK603标准品(不确定度为10％).结果显示,采用本文构建的方法获得的标准曲线斜率,在-3.6- -3.1之间,相关系数大于0.99,扩增效率为98.1％,在90％～110％的范围内.样品检测结果(1.6％)接近已知含量(2％,不确定度为10％).表明本文建立的转基因玉米NK603结构特异定量PCR检测方法,可以在日常检验中推广应用.     

基于质粒分子的转cry1Aa基因棉花定量PCR方法的建立

【目的】转cry1Aa基因棉花南农6号为我国未经批准商业化种植的棉花品种。为监测其非法种植,解决阳性标准品不容易获得的问题,构建适合转cry1Aa基因棉花南农6号品系特异性检测的质粒分子pMD-NN6,以该质粒分子作为标准物质,建立相应的实时荧光定量PCR方法。【方法】根据南农6号转化体特异序列和棉花内标准基因acp1设计引物,采用重叠PCR方法构建质粒分子;以质粒分子作为标准物质,南农6号转化体特异序列为靶标,建立了南农6号棉花特异性定量检测方法。【结果】构建的质粒全长为3 148 bp,含有南农6号品系特异性序列和棉花acp1基因序列两个靶标片段的质粒分子,定量标准曲线斜率和扩增效率均符合要求,定量检测限为30拷贝。两个已知南农6号含量的混合样品(2.0%和0.5%)定量检测的准确度标准偏差均在±25%范围内,精确度相对标准差均≤25%。【结论】建立的PCR定量检测方法可以用于含有南农6号转基因棉花产品的品系特异性定量检测,所构建的标准质粒pMD-NN6可以代替其基因组DNA作为标准物质使用。     

转基因玉米MON87427梯度含量基体标准物质的研制

【目的】转基因检测标准物质是转基因生物安全监管、标识制度实施的物质基础，是实验室内检测数据溯源、实验室间检测数据可比的保证。中国于2017年批准进口转基因玉米MON87427用作加工原料，其安全监管和检测急需研制有证标准物质。【方法】以开发商提供的转基因玉米MON87427杂合种子和非转基因受体种子为原材料，对转基因玉米MON87427和其受体种子分别清洗、干燥、冷冻研磨、粒径及含水量检测，按质量分数(以干基计)称量配制得到质量分数分别为60.0、99.5和1 000.0 mg·g^-1的转基因玉米MON87427基体标准物质MON87427a、MON87427b和MON87427c。运用实时荧光定量PCR进行粉末的均匀性初检，初检合格后分装。用MON87427/zSSIIb二重微滴数字PCR(ddPCR)方法进行标准物质均匀性、稳定性评估和8家实验室联合定值。根据《标准物质定值的通用原则及统计学原理》(JJF 1343)进行标准物质均匀性评估、稳定性评估、联合定值数据的处理及不确定度评定。【结果】本批标准物质有MON87427a、MON87427b、MON8742...     

利用微滴数字PCR技术分析转基因大豆‘GE-J12’中外源基因的拷贝数

为鉴定抗除草剂转基因大豆新品种‘GE-J12’的外源基因插入拷贝数,以该转化体的外源插入目的基因G2-EPSPS和GAT的序列、3′转化体特异性序列为靶序列,设计PCR扩增引物和TaqMan探针,并对引物探针特异性进行鉴定,同时以大豆内标基因Lectin为参照,建立微滴数字PCR拷贝数检测体系。特异性试验结果显示,只有以抗除草剂转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板才有扩增信号。以单株转基因大豆‘GE-J12’基因组DNA为模板,进行外源目的基因G2-EPSPS和GAT、3′转化体特异性序列的微滴数字PCR检测,转基因大豆‘GE-J12’的外源目的基因G2-EPSPS和GAT在基因组上的插入拷贝数均值分别为0.99和1.01。同时3′转化体特异性序列的拷贝数均值为1.00,验证单株转基因大豆‘GE-J12’为纯合子,因此鉴定该单株转基因大豆‘GE-J12’的外源基因在大豆基因组上为单拷贝插入,同时与Southern blot方法进行比较,结果一致。     

转基因油菜筛查阳性质粒分子的研制及应用

【目的】转基因油菜是四大转基因作物之一,是中国转基因生物安全监管的重要对象,转基因检测为转基因安全监管提供技术支撑。转基因筛查是转基因检测的第一步,筛查靶标设置不合理会导致漏检部分转基因成分。建立转基因油菜筛查策略,并研制与筛查策略配套的阳性质粒分子,将为中国的转基因油菜安全监管提供强有力的技术支撑。【方法】通过收集数据库中登记的转基因油菜品种的外源基因元件信息,分析转基因油菜品种中常用的调控元件和标记基因,基于最大筛查覆盖率原则,确定转基因油菜的筛查靶标。通过检索数据库或查询专利,收集筛查元件的核苷酸序列。一个筛查元件通常有多个标准方法,查阅各筛查元件的检测标准,分析各标准中普通PCR引物对和实时荧光PCR引物/探针组合在筛查元件核苷酸序列中的位置,根据引物探针的结合位点,确定拟构建到质粒上的各筛查元件的核苷酸序列。人工合成各筛查元件和油菜内标基因的融合序列,克隆到常用质粒pUC18,构建阳性质粒分子。采用各筛查元件的普通PCR和实时荧光PCR方法,评估阳性质粒分子的适用性。【结果】建立了转基因油菜的筛查策略,通过检测CaMV 35S启动子、FMV 35S启动子、Bar、PAT、CP...     

转基因油菜筛查阳性质粒分子的研制及应用

【目的】转基因油菜是四大转基因作物之一,是中国转基因生物安全监管的重要对象,转基因检测为转基因安全监管提供技术支撑。转基因筛查是转基因检测的第一步,筛查靶标设置不合理会导致漏检部分转基因成分。建立转基因油菜筛查策略,并研制与筛查策略配套的阳性质粒分子,将为中国的转基因油菜安全监管提供强有力的技术支撑。【方法】通过收集数据库中登记的转基因油菜品种的外源基因元件信息,分析转基因油菜品种中常用的调控元件和标记基因,基于最大筛查覆盖率原则,确定转基因油菜的筛查靶标。通过检索数据库或查询专利,收集筛查元件的核苷酸序列。一个筛查元件通常有多个标准方法,查阅各筛查元件的检测标准,分析各标准中普通PCR引物对和实时荧光PCR引物/探针组合在筛查元件核苷酸序列中的位置,根据引物探针的结合位点,确定拟构建到质粒上的各筛查元件的核苷酸序列。人工合成各筛查元件和油菜内标基因的融合序列,克隆到常用质粒pUC18,构建阳性质粒分子。采用各筛查元件的普通PCR和实时荧光PCR方法,评估阳性质粒分子的适用性。【结果】建立了转基因油菜的筛查策略,通过检测CaMV 35S启动子、FMV 35S启动子、Bar、PAT、CP4-EPSPS、NPTⅡ、HPT、NOS终止子和PinⅡ终止子共9个基因元件,可实现已知信息转基因油菜品种的全覆盖。构建出聚合9个筛查元件和2个油菜内标基因HMG I/Y和CruA的转基因油菜筛查质粒分子pYCSC-1905。9个筛查元件和2个油菜内标基因的扩增效率均在90%—110%,证明质粒分子上的不同靶标序列没有相互干扰,影响PCR的扩增效率。质粒分子pYCSC-1905可用作9个筛查元件和2个油菜内标基因的通用阳性对照,适用于国家标准(GB/T和农业农村部公告)、出入境检验检疫行业标准(SN/T)和欧盟标准。【结论】提出的转基因油菜筛查策略涵盖9个基因元件,可实现从商业化到安全评价各阶段转基因油菜的筛查检测,显著降低转基因油菜的筛查漏检率。研制的配套质粒分子pYCSC-1905为转基因油菜筛查和各基因元件标准方法的应用提供了通用标准样品,保证检测机构间检测数据的准确性和可比性。     

QX200微滴式数字PCR方法检测转基因大豆GTS-40-3-2

首次以转基因大豆中结构特异性基因为靶基因,建立了特异的微滴式数字QX200 PCR(Droplet digital PCR,ddPCR)检测方法,对其进行准确定量。结果表明:ddPCR对结构特异性基因的检出限为2拷贝/(20μL),检测灵敏度高于国标中qPCR方法。微滴式数字PCR方法是一种准确、高灵敏度的基因拷贝数的分析方法,操作简便,可在转基因检测领域广泛应用。     

基于多重串联式PCR的基因碟片技术检测转基因作物

【目的】建立基于多重串联式PCR（multiplexed tandem PCR,MT-PCR）的基因碟片技术,并使之应用于转基因作物的大量、快速和稳定地检测。【方法】以转基因作物研究中常用的调控序列NOS终止子、FMV35S启动子及外源基因NPTⅡ、Cry1Ab、Cry1Ab/Ac、CP4-EPSPS、PAT和玉米内源基因IVR、棉花内源基因sad1、菜籽粕内源基因PEP为检测对象,针对每个基因设计内外2对引物,先进行一次循环数较少（10-20 cycles）的高通量多重PCR,以便在均匀地扩增各基因和调控序列的同时避免引物之间的竞争,然后利用巢式荧光定量PCR检测各个基因和调控序列,最后根据扩增曲线和熔融曲线分析结果。【结果】该方法能够快速（＜2 h）、高通量、准确地（＞0.000292 ng）检测出棉花、玉米、大米、菜籽粕中的多种转基因成分,可以分辨出3种转基因物种,适合大批量检测。【结论】该方法适合转基因作物的高通量、定量检测,具有较好的应用前景。     

小麦Glu-3位点基因拷贝数的变异分析

[目的]基因拷贝数变异是一种常见又重要的基因结构变异,往往影响个体表型.低分子量麦谷蛋白(low-molecular-weight glutenin subunit,LMW-GS)是小麦贮藏蛋白的主要组成部分,位于Glu-3位点.小麦作为异源六倍体,其庞大且复杂的基因组结构导致难以利用传统方法检测目的基因的拷贝数,针对...     

采用优化的数字PCR方法分析转基因小麦外源基因拷贝数

【目的】探索基于数字PCR的小麦基因拷贝数分析技术,提高目标基因拷贝数的分析通量,促进小麦基因组研究及基因工程研究。【方法】采用中国农业科学院作物科学研究所小麦抗逆分子育种课题组创制的高抗小麦黄花叶病转nib8小麦为试验材料,使用小麦D基因组中的单拷贝纯合内源基因PINb-D1b(籽粒硬度基因)为内参基因,根据转化的抗病基因nib8序列设计4对特异性引物及相应探针,通过试验确定探针和引物的最优浓度,优化体系的退火温度,寻找最合适的模板浓度。然后用数字PCR检测转nib8小麦中外源基因的拷贝数;同时用Real-time PCR和Southern blot 2种不同方法分析的拷贝数结果,验证上述采用数字PCR方法分析拷贝数的准确性;以PINb-D1b内参基因检测Wx012(蜡质基因)和SSII(淀粉合成基因)2个内参基因的拷贝数,以Wx012和SSII为内参基因检测转nib8小麦中外源基因的拷贝数,验证以PINb-D1b内参基因的检测结果准确性;在nib8的不同区段设计特异性引物来检测转nib8株系拷贝数分析结果是否有差异。最终,建立基于数字PCR技术的高通量检测小麦目标基因拷贝数的分析方...     

PPV SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

【目的】建立一种能够快速、灵敏地检测猪细小病毒（PPV）的SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR方法。【方法】根据GenBank中的PPV VP2基因序列,设计并合成1对引物。通过常规PCR,扩增猪细小病毒VP2基因,并将其纯化的PCR产物克隆入pGEM-T Easy 载体中,构建重组质粒。对扩增程序中的荧光染料浓度、引物浓度和Mg²⁺浓度条件进行优化,建立最佳的荧光定量 PCR 反应体系和标准曲线。以阳性重组质粒为模板,建立SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法,对其灵敏性、特异性和重复性进行检验。应用建立的SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法,对临床60份疑似PPV病料进行检测,同时与血凝试验(HA)和常规PCR方法的检测效果进行比较。【结果】 在25 μL扩增体系中,Mg²⁺终浓度为4.5 mol/L、SYBR Green染料浓度为20 μmol/L、引物浓度为25 μmol/L时,本底反应最小、循环阈值最低、扩增效率最高。所建立的SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR方法能够特异、定量地检测猪细小病毒,灵敏度达20 TCID₅₀/mL;在临床样品检测中,其检出率比常规PCR方法高13.3%。【结论】 成功建立了PPV SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测方法,为临床猪细小病毒的早期诊断及定量分析病毒的感染程度奠定了基础。     

针对非洲猪瘟病毒MGF360-13L基因的TaqMan荧光定量PCR的建立

[目的]建立一种以MGF360-13L基因为靶标的实时荧光定量PCR检测非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)的方法,为非洲猪瘟(African swine fever,ASF)的诊断、MGF360-13L基因缺失毒株鉴别、病毒分离鉴定、基因功能研究提供技术支持.[方法]首先,以A...     

扩展莫尼茨绦虫膜联蛋白B3基因组织表达差异分析

【目的】探索膜联蛋白B3(Annexins B3)基因在扩展莫尼茨绦虫生长发育中的作用。【方法】研究以beta-Tubulin基因作为内参基因,采用SYBR Green real-time RT-PCR方法检测该基因在扩展莫尼茨绦虫四个不同发育阶段即头节、幼节、成节、孕节中的表达差异。【结果】标准曲线分析显示,Annexins B3和beta-Tubulin基因的Ct值与阳性质粒的浓度均呈良好的线性关系,相关系数均大于0.991,溶解曲线分析表明,产物为特异的单峰,具有较高的特异性。【结论】膜联蛋白B3基因在虫体个发育阶段中的表达丰度存在差异,从高到低依次为孕节、头节、成节、幼节。     

基于种特异性COI标记的西花蓟马温室品系和羽扇豆品系一步双重快速鉴定技术

【背景】西花蓟马（Frankliniella occidentalis）是世界性农业和园艺作物害虫,也是我国重要的对外对内检疫对象。西花蓟马具有两个品系,即温室品系（greenhouse race,GR）和羽扇豆品系（lupin race,LR）,二者在寄主范围、抗药性、生存环境等方面均具有明显差异,但外部形态相似,无法准确鉴别。【目的】以西花蓟马温室品系和羽扇豆品系为靶标,以田间常见的其他14种蓟马为参照,采用基于线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基I（mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunit I,mtDNA COI）基因的种特异性（species-specific COI,SS-COI）PCR法,研究一步双重品系快速检测技术。【方法】采用mtDNA COI基因通用引物获得西花蓟马温室品系和羽扇豆品系以及其他常见蓟马的COI序列,根据测序结果以及数据库已公开数据,设计筛选获得可同时扩增两个品系的特异性组合引物（TF6/GR32/LR12）,其中TF6为品系通用上游引物,GR32为温室品系特异性下游引物,LR12为羽扇豆品系特异性下游引物,其扩增片段大小分别为温室品系362 bp、羽扇豆品系541 bp;对组合引物比例和退火温度进行优化;同时,对组合引物的种/品系特异性和灵敏性/检测阈值进行检验。【结果】当组合引物TF6/GR32/LR12比例为1.0/0.2/0.8、退火温度为44℃时,扩增效果最好。种/品系特异性检测结果证实,该检测技术仅对西花蓟马温室品系和羽扇豆品系具有扩增能力,对田间常见的其他14种蓟马包括花蓟马（Frankliniella intonsa）、禾花蓟马（Frankliniella tenuicornis）、黄胸蓟马（Thrips hawaiiensis）、大蓟马（Thrips major）、棕榈蓟马（Thrips palmi）、烟蓟马（Thrips tabaci）、普通大蓟马（Megalurothrips usitatus）、豆喙蓟马（Mycterothrips glycines）、草木樨近绢蓟马（Sussericothrips melilotus）、蔗腹齿蓟马（Fulmekiola serrata）、稻简管蓟马（Haplothrips aculeatus）、榕端宽管蓟马（Mesothrips jordani）、榕母管蓟马（Gynaikothrips ficorum）和横纹蓟马（Aeolothrips fasciatus）等不具有扩增能力。灵敏性检测结果显示,该组合引物不仅对单一品系或混合品系的成虫具有良好的扩增效果,对单粒卵、1龄和2龄幼虫以及预蛹和蛹均具有同样的扩增效能;对温室品系的最低检测阈值为35.90 pg·μL ^-1,相当于1/10 240头雌成虫,对羽扇豆品系的最低检测阈值为146.95 pg·μL ^-1,相当于1/2 560头雌成虫;同时,对来自不同地域的同一品系不同单倍型的成虫亦具有良好的扩增效能。【结论】建立的技术体系完全可以用于西花蓟马品系的快速鉴定及检疫监管,对有效阻截其进一步传播扩散及靶向防控措施制定意义重大。     

芸薹根肿菌活细胞PMAxx-qPCR快速定量检测方法的建立与应用

【目的】由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae）侵染引起的十字花科根肿病是一种世界性土传病害,病原菌长期存在于土壤中,对十字花科作物造成严重威胁。改良叠氮溴化丙锭（propidium monoazide xx,PMAxx）可选择性地穿透受损的死细胞膜,并抑制死细胞DNA的实时荧光定量PCR（qPCR）扩增。本文将PMAxx与qPCR技术相结合,建立一种快速检测芸薹根肿菌活菌的方法,为根肿病的早期诊断及制定科学的防控措施提供依据。【方法】配置浓度分别为0、5、10、20、40、60 µmol·L^-1的叠氮溴化丙锭PMA和改良叠氮溴化丙锭PMAxx,比较两种核酸染料对芸薹根肿菌死细胞DNA扩增的抑制效果,确定最佳核酸染料及工作浓度;设置光照时间分别为0、2、5、10、15和20 min,进行最佳光照时间的优化,建立芸薹根肿菌活细胞PMAxx-qPCR快速检测体系。设置芸薹根肿菌活孢子百分比为0、0.01%、0.1%、1%、10%、25%、50%、75%和100%的混合体系,验证PMAxx-qPCR体系的准确性,并应用于田间土壤样本中芸薹根肿菌活孢子的定量检测。【结果】PMAxx对芸薹根肿菌死细胞DNA的扩增抑制效果更好,当芸薹根肿菌浓度为1×10⁸个孢子/mL,PMAxx预处理的最适终浓度为4 µmol·L^-1,最佳光照时间为10 min时,可有效地抑制死孢子DNA的扩增,仅以有活力孢子DNA为靶标选择性地扩增。利用PMAxx-qPCR技术检测已知不同活孢子比例的菌悬液样品,各样品实测孢子存活率和理论存活率之间呈正相关（R²=0.992）。对田间采集的25份土壤样本,采用PMAxx-qPCR方法检测到11份样本中携带芸薹根肿菌,活细胞DNA浓度为32.35—6.97×10³ fg·g^-1。【结论】建立了基于PMAxx-qPCR的芸薹根肿菌活细胞定量检测技术,该技术具有快速、准确、灵敏的特点,解决了qPCR不能仅对活体病原菌进行准确鉴别和定量分析的问题,为制定有效的根肿病防控策略提供了依据。     

刺盘孢属真菌PCR检测方法的建立

【目的】刺盘孢属(Colletotrichum)真菌是重要的植物病原菌,引起植物炭疽病。建立刺盘孢属真菌PCR检测方法。【方法】比对分析刺盘孢属及其近似属的ITS序列,设计刺盘孢属特异性引物,建立PCR扩增体系,验证引物的特异性和灵敏度。【结果】设计出刺盘孢属特异性引物ITS-c3/c4,建立了刺盘孢属常规PCR检测体系。建立的PCR体系能从刺盘孢属菌株中扩增出449 bp的特异性条带,刺盘孢属的近似属菌株未能扩增到条带。灵敏度试验可检测到DNA的浓度为2.2 pg/µL。【结论】用建立的PCR体系对炭疽病梨果实样品进行检测,可从发病组织中检测到刺盘孢属真菌。建立的PCR方法可靠、灵敏度高,能够快速、准确检测出刺盘孢属真菌。