CN102311994A - 烟曲霉荧光定量pcr检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟曲霉荧光定量PCR检测方法,该检测方法是采用根据烟曲霉的线粒体翻译优化蛋白基因(Mitochondrial Translation Optimization Protein,Mto1)为参考序列,设计特异引物和探针,通过荧光定量PCR对烟曲霉进行定量分析。本发明建立了灵敏度高、特异性强、操作简单的烟曲霉荧光定量PCR检测方法,该方法速度快、高通量,能大大缩短检测周期,为疾病的治疗和疫情的控制提供保障,并能避免检测过程中可能造成的生物污染。
Description
(一)技术领域
本发明涉及烟曲霉荧光定量PCR检测方法。
(二)发明背景
烟曲霉是常见的空气真菌,也是真菌中研究较为清楚能产生毒性物质的真菌。其致病因子可分为毒素和酶两大类,在烟曲霉致病中共同起作用:首先,烟曲霉所产生的蛋白酶可能不直接参与烟曲霉侵入宿主体内,但可以促进真菌与宿主组织粘附和穿透,由于呼吸道上皮构成内外环境屏障,微生物要进入肺实质细胞形成肺部感染,首先要穿透上皮组织,而烟曲霉可以产生某些蛋白酶,尤其丝氨酸蛋白酶,可促进肺泡上皮细胞脱落,有利于烟曲霉侵入;其次,烟曲霉毒素可以扰乱粘膜防御功能,抑制吞噬细胞功能,通过抑制免疫反应,或破坏局部组织,而促进真菌生长繁殖,危害人体健康。早在1848年就发现烟曲霉可以引起人的感染,至今依然是临床上重要的条件致病真菌,过敏体质者吸入烟曲霉孢子易发生肺部感染。近年来,在临床上烟曲霉已经成为仅次于白色念珠菌的一种重要的病原真菌,其毒素可以直接造成机体损害或降低机体免疫力,严重的可危及生命。烟曲霉对动物也有很大的危害,如烟曲霉产生的毒素会导致马的脑白质软化症,引起兔子的呼吸道疾病,造成畜禽体重减少,腹泻,饲料转化率低和肝坏死,导致猪的胰脏坏死,肝损伤及肺水肿等。研究表明,当烟曲霉菌分生孢子浓度达到109CFU/m3,雏鸡暴露在这样的环境下,数周会造成急性症状,当浓度达到1010CFU/m3以上时只需1天就可造成急性症状,由此可见,真菌气溶胶的危害与浓度密切相关。
长期以来人们对气载微生物的检测主要是依靠培养技术法,它既可以计算出气载微生物的浓度,也便于对优势微生物进行形态学鉴定,同时通过Anderson采样器还可以测定气溶胶的粒子大小和分布规律,因此培养技术法是目前国内外检测微生物气溶胶应用广泛,结果可靠的方法。但是培养计数法依赖于微生物的可培养性,首先不是所有的微生物都能够在采样培养基上生长,不同的微生物有不同的生长要求,例如MEA就不适合嗜干性真菌的生长;其次生物气溶胶在采样过程中很容易失活,从而无法在培养基上形成菌落;再次空气中许多微生物已经死亡,但是其细胞成分仍然能够导致过敏或者引起中毒,这部分气溶胶也无法通过培养技术来进行测定。据Parkes和Taylor计算,可培养的微生物大约占空气微生物总数的0.1-10%左右,所以说培养计数法很容易低估空气中生物气溶胶的总量。基于分子生物学技术的荧光定量RT-PCR方法,能够快速特异、敏感和高效的对样品进行检测,对疾病的早期治疗及疫情的控制提供参考。
(三)发明内容
本发明建立了灵敏度高、特异性强、操作简单的烟曲霉荧光定量PCR检测方法,该方法速度快、高通量,能大大缩短检测周期,为疾病的治疗和疫情的控制提供保障,并能避免检测过程中可能造成的生物污染。
本发明的具体步骤是:
1、引物设计
参照GeneBank公布的Mto1的基因序列(GenBank accession No.XM-742541),应用Primer Premier 5.0软件设计了特异性引物序列:
2、真菌DNA提取
将购买自中国普通微生物菌种保藏中心(中国科学院微生物研究所,北京)的标准烟曲霉菌株接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上,28℃、7天培养,用于DNA提取。在无菌条件下用接种环刮取少量菌丝体于预先加入提取液的1.5ml离心管中,用试剂盒附带的研磨杵将菌丝体捣散,然后按试剂盒(天根公司,快速DNA提取扩增套装,目录号:KG201,说明书见天根公司网站)说明进行DNA提取。
3、PCR扩增
PCR总体系为25μl,其中2×PCR Master Mix12.5μl,上、下游引物(FP和RP)各1μl,模板1μl,余下用灭菌ddH2O补足。反应条件为:95℃预变性3min,然后94℃30s,55℃30s,72℃30s,进行30个循环,最后72℃延伸15min。反应结束后,取5μlPCR产物于1%琼脂凝胶中电泳。
4、质粒标准阳性模板的制备
①确定阳性质粒:PCR产物于1%琼脂凝胶中电泳后,用胶回收试剂盒提取DNA,按照常规方法将目的片段与pMD18-T载体连接,并转化DH5α感受态细胞中,于氨苄青霉素酶培养基37℃培养过夜,挑选转化长出的菌落进行单克隆培养,酶切鉴定挑取的阳性质粒,并通过序列测定进行分析,测定的序列与Genebank上的标准毒株序列对比分析,确定阳性质粒。
②阳性质粒浓度的测定:将质粒提取物用超纯水10×稀释后,在260nm与280nm波长下测定液体中质粒的含量,并根据公式计算每微升液体中质粒DNA的拷贝数。
注:每个碱基的平均分子量为660
5、荧光定量PCR标准曲线绘制
提取上述阳性质粒DNA做荧光定量标准品,倍比稀释(107~102copies/μL)用于荧光定量PCR标准曲线绘制,扩增反应体系25μl,其中Mix 12.5μl,上下游引物(FP和RP)各1μl,探针0.25μl,ROX 0.5μl,模板5μl,超纯水4.7μl。反应条件为:50℃2min;95℃2min,95℃15s,60℃30s,40个循环。
所述的荧光定量标准品为含有位于Mto1基因(GenBank accession No.XM-742541)上1484~1709之间、大小约为226bp的基因片段的质粒。
最后根据标准曲线分析被检材料中的烟曲酶。
本发明的有益效果主要体现在:
(1)灵敏度高:通过倍比稀释质粒标准品进行灵敏度检测可检测到最低浓度为100copies/reaction。
(2)特异性强:结果显示,黑曲霉、杂色曲霉、构巢曲霉、土曲霉以及黄曲霉均未见扩增;白色念珠菌、近平滑念珠菌、克柔念珠菌、茄病镰刀菌、裴氏着色菌和甄氏外瓶菌以及毛霉属、假丝酵母属、青霉属的一些真菌也未见交叉反应,只有烟曲霉产生扩增,而且灵敏度达到1.08×10-5ng/μl。
(3)重复性好:本实验所建立的标准曲线:y=-3.1564424x+40.494341,R2值达到0.99985254,接近于1。这说明PCR模板与Ct值之间具有良好的线性函数关系,定量结果有较高的准确性和重复性。
(四)说明书附图:
图1是烟曲霉荧光定量PCR标准品扩增曲线。
图2是烟曲霉荧光定量PCR标准曲线。
相关系数为0.99985254,斜率为-3.1564424,截距为40.494341,标准曲线y=-3.1564424x+40.494341,R2值达到0.99985254。
(五)具体实施方式:
参照GeneBank公布的Mto1的基因序列(GenBank accession No.XM-742541),设计了 特异性引物序列:
实施例一:以烟曲霉菌株为检测材料,并以超纯水为阴性对照。
1、烟曲霉DNA提取
将购买的烟曲霉标准菌株接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上,28℃、7天培养,用于DNA提取。在无菌条件下用接种环刮取少量菌丝体于预先加入提取液的1.5ml离心管中,用试剂盒附带的研磨杵将菌丝体捣散,然后按试剂盒(天根公司,快速DNA提取扩增套装,目录号:KG201,说明书见天根公司网站)说明进行DNA提取。
2、荧光定量PCR检测
取上述DNA为模板,进行荧光定量PCR检测,同时制定标准曲线,扩增反应体系25μl,其中2×PCR Master Mix 12.5μl,上下游引物(FP和RP)各1μl,探针0.25μl,ROX0.5μl,模板5μl,超纯水4.7μl。反应条件为:50℃2min;95℃2min,95℃15s,60℃30s,40个循环。最后根据标准曲线分析被检材料中的烟曲霉核酸量(copies)。
根据标准曲线分析被检材料中的烟曲酶,结果说明本方法能有效地检测烟曲霉核酸量。
实施例二:待检病料(有呼吸道症状的兔子咽喉拭子和泄殖腔拭子)中烟曲霉的荧光定量PCR检测。
1、样品制备:
将兔子咽喉拭子和泄殖腔拭子样品在混合器上充分混合后,用灭菌镊子将拭子中的液体挤出,室温放置30min,取上清液转入无菌的1.5mL Eppendorf管中,编号备用。
2、烟曲霉DNA提取
将上述液体按试剂盒(天根公司,快速DNA提取扩增套装,目录号:KG201,说明书见天根公司网站)说明进行DNA提取。
3、荧光定量PCR检测
取上述DNA为模板,进行荧光定量PCR检测,同时制定标准曲线,扩增反应体系25μl,其中Mix12.5μl,上下游引物(FP和RP)各1μl,探针0.25μl,ROX0.5μl,模板5 μl,超纯水4.7μl。反应条件为:50℃2min;95℃2min,95℃15s,60℃30s,40个循环。最后根据标准曲线分析被检材料中的烟曲霉核酸量(copies)。
根据标准曲线分析被检材料中的烟曲酶,结果说明本方法能有效地检测烟曲霉核酸量。
结果说明本方法能敏感地检测病料中烟曲霉核酸量。
Claims (3)
1.一种烟曲霉荧光定量PCR检测方法,其特征在于该检测方法包括以下步骤:
(1)引物设计
参照Mto1的基因序列设计特异性引物;
(2)取备检样品提取病毒RNA;
(3)PCR扩增
PCR总体系为25μl,其中2×PCR Master Mix12.5μl,上、下游引物各1μl,模板1μl,余下用灭菌ddH2O补足;反应条件为:95℃预变性3min,然后94℃30s,55℃30s,72℃30s,进行30个循环,最后72℃延伸15min;反应结束后,取5μl PCR产物于1%琼脂凝胶中电泳;
(4)质粒标准阳性模板的制备
①确定阳性质粒:PCR产物于1%琼脂凝胶中电泳后,用胶回收试剂盒提取DNA,将目的片段与pMD18-T载体连接,并转化DH5α感受态细胞中,于氨苄青霉素酶培养基37℃培养过夜,挑选转化长出的菌落进行单克隆培养,酶切鉴定挑取的阳性质粒,并通过序列测定进行分析,测定的序列与Genebank上的标准毒株序列对比分析,确定阳性质粒;
②阳性质粒浓度的测定:将质粒提取物用超纯水10×稀释后,在260nm与280nm波长下测定液体中质粒的含量,并根据公式计算每微升液体中质粒DNA的拷贝数;
注:每个碱基的平均分子量为660
(5)荧光定量PCR标准曲线绘制
提取上述阳性质粒DNA做荧光定量标准品,倍比稀释107~102copies/μL用于荧光定量PCR标准曲线绘制,扩增反应体系25μl,其中Mixl2.5μl,上下游引物各1μl,探针0.25μl,ROX0.5μl,模板5μl,超纯水4.7μl;反应条件为:50℃2min;95℃2min,95℃15s,60℃30s,40个循环;通过倍比稀释质粒标准品进行灵敏度检测可知检测到最低浓度为100copies/reaction;
(6)根据标准曲线分析被检材料中的烟曲酶。
2.根据权利要求1所述的烟曲霉荧光定量PCR检测方法,其特征在于:所述的特异性引物、probe探针序列如下:
上游引物:FP gaaggcaaggtcgcagata
下游引物:RP gaggagtcccggtcttcag
Mto1F tttctccacccaggaacgtt
Mto1R cgaatccggagaggtgatacc
probe FAM-cagttgtgatgacgacacgcccagt-TAMRA。
3.根据权利要求1所述的烟曲霉荧光定量PCR检测方法,其特征在于:荧光定量标准品为GenBank accession No.XM-742541Mto1基因上位于1484~1709之间、大小为226bp的基因片段质粒。
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