CN103525947A - 一种海洋食品中gii型诺如病毒nasba检测引物、探针和检测方法 - Google Patents

一种海洋食品中gii型诺如病毒nasba检测引物、探针和检测方法 Download PDF

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苏来金
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Abstract

本发明公开了一种海洋食品中GII型诺如病毒NASBA检测引物、探针和检测方法,正向引物序列为SEQ ID NO1,反向引物序列为SEQ ID NO2,GII型诺如病毒检测用分子信标探针引物序列为SEQ ID NO3,检测方法,包括下列步骤:(一)GII诺如病毒标准cRNA的构建,(二)实时NASBA反应,(三)定性定量分析。本发明设计的引物和探针对GII诺如病毒的检测有高度的特异性,本发明的检测方法操作步骤简单,检测时间短,可以进行定性定量分析,特异性和灵敏度高。

Description

一种海洋食品中GII型诺如病毒NASBA检测引物、探针和检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于实时核酸序列依赖性扩增(Nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)技术的快速检测海洋食品中GII型诺如病毒技术。 
背景技术
诺如病毒(Norovirus,NVs)是一种存在于海洋食品中,又可导致成人和儿童急性胃肠炎的病毒。诺如病毒基因组是单股正链RNA,全长7642nt,包括3个开放阅读框(open reading frames,ORFs)ORFs1、ORFs2和ORFs3。ORFs1编码保守的具有RNA多聚酶活性的非结构蛋白;ORFs2编码分子量约为56Kda的衣壳蛋白;ORFs3编码一种分子量约为22.5Kda的强碱性微小结构蛋白,部分区域与衣壳蛋白发生交互作用,共同形成衣壳。人们感染诺如病毒主要是通过接触污染的是食物和水源等引发感染,尤其是海洋食品是诺如病毒的重要污染源。尽管诺如病毒引起的急性胃肠炎症状(呕吐、腹泻和腹部痉挛等)呈自限性,但若治疗不及时仍会导致死亡,因此,一种简便快速、特异性强的检测海洋食品中诺如病毒方法,有利于提高我国海洋食品质量安全水平,也有利于保障消费者的身体健康。 
诺如病毒根据其RNA多聚酶区(RDRP)和衣壳蛋白编码区核苷酸和氨基酸序列特征,可被分为5个遗传组(GGI~V),其中GI、GII和GIV型可以感染人类。依据病毒部分衣壳及RNA聚合酶(RDRP)区序列的不同,GI又可分为14个基因型,GII分为17个基因型,GIV有1个基因型。20世纪90年代中期,研究人员确定GII型可以在世界范围内流行,直到现在,GII型NVs一直是世界范围内NVs最主要的感染性基因型。我国感染的诺如病毒也以GII为主,GGI及GGIV型较为罕见。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种基于NASBA检测技术对GII型诺如病毒基因组具有特异性检测作用的引物和分子信标探针,同时提供一种快速、方便、实用的利用上述引物和分子信标探针检测GII型诺如病毒的NASBA检测方法。 
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是: 
一种GII型诺如病毒检测引物,其特征在于: 
正向引物序列为SEQ ID NO1:5’-TGGAATTCCATCGCCCACT-3’; 
反向引物序列为SEQ ID NO2: 
5’-AATTCTAATACGACTCACTATAGGGAGAACAATTTCATCATCACCATA-3’。 
一种GII型诺如病毒检测用分子信标探针,其特征在于,引物序列为SEQ ID NO3: 
5’-FAM-CACGCCCTGTCCCCTGACATTATTCAGGCGCGTG-DABCYL-3’; 
所述分子信标探针在5’端标记荧光报告基团FAM,3’端标记荧光淬灭基团DABCYL。 
一种定量检测GII型诺如病毒的方法,包括下列步骤: 
(一)GII诺如病毒标准cRNA的构建 
利用所述的引物,通过常规RT-PCR对GII诺如病毒扩增并优化,特异性产物片段大小为119bp;然后分别进行目的片段的克隆、质粒提取、酶切线性化、体外转录与cRNA准确性验证、CopyRNA浓度的测定与拷贝数计算;将GII诺如病毒RAN进行10倍梯度稀释后,分装作为标准品于-80℃保存; 
(二)实时NASBA反应 
(1)对步骤(一)中保存的标准品共做9个梯度浓度的标准品cRNA,分别为108,107,106,105,104,103,102,101,100拷贝;并提取待测样品中RNA,其中RNA的浓度为50-100ng/μL; 
反应体系如下: 
(2)将NASBA反应液用无RNA酶的二次水稀释,取18μL,然后加入5μL上述步骤(1)中的各种浓度梯度的标准品cRNA和待测样品RNA,65℃恒温5min;然后冷却至41℃; 
(3)将酶混合液用无RNA酶的二次水稀释,与步骤(2)中的反应液混匀后加入Roche专用石英毛细管中,并设置阴性对照;在Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)进行扩增,反应条件41℃,1min,然后收集荧光信号,共99个循环,反应时间为100min; 
其中,所述的NASBA反应液中NOR-FAM如上述。 
(三)定性定量分析 
根据9个梯度浓度的标准品cRNA的扩增结果制作标准曲线,将待测样品的扩增结果代入标准曲线,即可得到待测样品中的诺如病毒的含量。 
本发明设计的引物和探针对GII诺如病毒的检测有高度的特异性,与其他常见的致腹泻病毒轮状病毒、肠道腺病毒、甲型肝炎病毒等均无交叉反应; 
本发明的检测方法操作步骤简单,检测时间短,可以进行定性定量分析,特异性和灵敏度高。 
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 
图1是引物Nor-F/Nor-R的常规RT-PCR结果。其中:M:DL2000;1-2为阳性NVs扩增结果;4-5为克隆重组质粒扩增结果;7-9为构建的cRNA的扩增结果;3,6,10,11为阴性对照。 
图2是实时NASBA扩增曲线。 
图3为阈值的调整曲线。 
图4是实时NASBA标准曲线。 
图5是实时NASBA方法的特异性。其中:1:NVs;2-4:RV、HAV和阴性对照。 
图6是实时NASBA方法的灵敏度。 
具体实施方式
实施例1 
一种GII型诺如病毒检测引物, 
正向引物Nor-F序列为SEQ ID NO1:5’-TGGAATTCCATCGCCCACT-3’; 
反向引物Nor-R序列为SEQ ID NO2: 
5’-AATTCTAATACGACTCACTATAGGGAGAACAATTTCATCATCACCATA-3’; 
实施例2 
一种GII型诺如病毒检测用分子信标探针,引物序列为SEQ ID NO3: 
5’-FAM-CACGCCCTGTCCCCTGACATTATTCAGGCGCGTG-DABCYL-3’. 
所述分子信标探针在5’端标记荧光报告基团FAM,3’端标记荧光淬灭基团DABCYL。 
实施例3 
一种定量检测GII型诺如病毒的方法,包括下列步骤: 
(一)GII诺如病毒标准cRNA的构建 
利用所述的引物,通过常规RT-PCR对GII诺如病毒扩增并优化,特异性产物片段大小为119bp;然后分别进行目的片段的克隆、质粒提取、酶切线性化、体外转录与cRNA准确性验证、CopyRNA浓度的测定与拷贝数计算;将GII诺如病毒RAN进行10倍梯度稀释后,分装作为标准品于-80℃保存; 
(二)实时NASBA反应 
(1)对步骤(一)中保存的标准品共做9个梯度浓度的标准品cRNA,分别为108,107,106,105,104,103,102,101,100拷贝;并提取待测样品中RNA,其中RNA的浓度为50-100ng/μL; 
反应体系如下: 
(2)将NASBA反应液用无RNA酶的二次水稀释,取18μL,然后加入5μL上述步骤(1)中的各种浓度梯度的标准品cRNA和待测样品RNA,65℃恒温5min;然后冷却至41℃; 
(3)将酶混合液用无RNA酶的二次水稀释,与步骤(2)中的反应液混匀后加入Roche专用石英毛细管中,并设置阴性对照;在Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)进行扩增,反应条件41℃,1min,然后收集荧光信号,共99个循环,反应时间为100min; 
其中,所述的NASBA反应液中NOR-FAM如上述。 
(三)定性定量分析 
根据9个梯度浓度的标准品cRNA的扩增结果制作标准曲线,将待测样品的扩增结果代入标准曲线,即可得到待测样品中的诺如病毒的含量。 
1常规RT-PCR 
使用本发明所述的引物对GII型诺如病毒进行常规RT-PCR扩增并优化,特异性产物片 段大小为119bp。 
反转录反应采用25μL反应体系。反应体系包含10μL DEPC水,2.0μL5×AMV Buffer,6.0μL2.5mmol/L dNTP,0.5μL下游引物,1.25μL DMSO,0.25μL RNA酶抑制剂(Ribonclease Inhibitor,RI),0.5U AMV反转录酶以及4.5μL RNA模板。在PCR仪中42℃反应60min,65℃,5min灭活酶,结束反应。 
PCR体系为2.5μL10×Buffer,2.0μL2.5mmol/L dNTP,0.5U Taq酶,0.3μmol/L引物,反应条件为:94℃预变性10min;94℃30s,53℃30s,72℃30s,40个循环,72℃终延伸7min。 
2标准cRNA的构建 
(1)目的片段的克隆 
RT-PCR产物电泳切取特异性DNA片段,用胶回收试剂盒回收后,与pGEM-T载体体外重组,反应体系为10μL,包括5.5μL二次水,1μLT4DNA Ligase10×buffer,0.5μL pGEM-T载体,2μL PCR纯化产物,1μLT4DNA连接酶,混匀后7℃过夜。 
大肠杆菌的转化:准备氨苄LB固体培养基,每板涂IPTG和X-gal各40μL,室温下放置2~3h。在1.5mL离心管中加入2μL连接产物,其中一管加入2μL H2O作为对照。将感受态细胞轻轻混匀,取30μL与连接产物轻轻混合,冰浴中放置20-30min。42℃,热击70~90s,然后立即冰浴2min。加入950μL LB液体培养液(不含ampicillin),37℃振荡培养1h(150r/min)。)离心1min(8000~10000r/min),沉淀用100μL的LB液体培养基回溶。取适量涂于培养基上,37℃倒置培养12~20h,至长出蓝白斑。无菌条件下,挑取白斑(单菌落),于5mL液体LB培养基中(含50mg/mLAmp)37℃,150r/min震荡过夜。 
取1μL菌液做常规PCR初步鉴定,看是否有特异性目的片段产生。然后由上海博尚生物科技公司测序,测序结果使用DNAMan软件,比对克隆插入片段序列与阳性NoVs片段序列的同源性,证实目的基因正确克隆入pGEM-T载体。 
(2)质粒提取 
质粒提取采用TIANGEN质粒小提试剂盒进行。具体步骤如下: 
1)取3mL菌液,室温6000g离心4min。 
2)弃尽上清,然后向管中加入溶液I250μL(其中含RNase A),上下震荡至菌体彻底悬浮起来。 
3)向离心管中加入溶液II250μL,缓慢颠倒离心管数次,此时裂解液变澄清。室温条件下静置2min左右。 
4)向离心管中加入溶液III350μL,轻轻上下颠倒离心管数次,此时出现白色絮状沉淀,室温12000rpm,离心10min。 
5)小心用枪吸取上清,将上清移至干净的吸收柱中。吸附柱放入1.5mL离心管中,室温12000rpm离心1min。 
6)弃滤过液,然后向吸附柱中加入Wash Buffer750μL,12000rpm离心1min。 
7)重复步骤6)。 
8)12000rpm离心2min,以彻底清除乙醇。 
9)将吸收柱放入干净的1.5mLEP管中,悬空向柱中加入50μL洗脱缓冲液,12000rpm离心2min。 
10)琼脂糖电泳检测质粒提取结果。 
(3)酶切线性化 
用Nde I酶切质粒,体系如下: 
Figure DEST_PATH_GSB0000118005750000061
线性化产物使用新配制的1×TAE电泳液电泳后,切取目的片段,用胶回收试剂盒回收线性DNA片段。 
胶回收步骤如下: 
1)用刀片将凝胶上目的片段条带切下,放入1.5mLEP管中。 
2)加入3倍胶体积的溶胶液。 
3)50℃水浴约10min,至凝胶完全溶解。 
4)冷却至室温后,将溶胶液转入收集管中,室温放置2min。 
5)12000rpm离心60s。 
6)加入600μL洗脱缓冲液,12000rpm离心60s。 
7)重复步骤6。 
8)直接向柱中加入30μL水,放入新的1.5ml离心管中,12000rpm离心2min。 
9)1%琼脂糖凝胶电泳检测胶回收产物。 
(4)体外转录与cRNA准确性验证 
使用T7RiboMAXTM Express Large Scale RNA Production System kit(Promega,USA)进行体外转录。反应体系为20μL,其中包括0.5μg线性DNA,2μL的10×buffer,1U的T7酶, 4U的RNase抑制剂,离心混匀后37℃过夜;加入无RNase的DNaseI酶,反应15min,出去残留的DNA,用酚-氯仿抽提,乙醇沉淀干燥后用无RNase二次水溶解转录的RNA。将体外转录的cRNA与NVs的RNA同时进行常规RT-PCR,看有无特异目的片段扩增,以验证cRNA合成序列的准确性。 
(5)Copy RNA浓度的测定与拷贝数计算 
使用NanoDrop ND-2000(Thermo)spectrophotometer对copy RNA进行浓度和纯度测定,根据以下公式计算copy RNA的拷贝数: 
待测样本浓度(ng/μL)=OD260×40×稀释倍数 
样本分子量=碱基数×324 
测定样本拷贝数(copies/μL)=待测样本浓度/样本分子量×6×1014
10倍梯度稀释后,分装作为标准品于-80℃保存。 
3实时NASBA反应 
共做9个梯度浓度的标准品cRNA,分别为108,107,106,105,104,103,102,101,100拷贝。 
反应体系为20μL,优化体系后,加入5μLcRNA标准品,65℃恒温5min。 
将反应液与酶混合液混匀后加入Roche专用石英毛细管中,并设置阴性对照(模板以二次水代替)。在Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)进行扩增,反应条件41℃1min,然后收集荧光信号,共99个循环,反应时间为100min。 
反应体系如下: 
Figure DEST_PATH_GSB0000118005750000071
Figure DEST_PATH_GSB0000118005750000081
4.定性定量分析 
根据9个梯度浓度的标准品cRNA的扩增结果制作标准曲线,将待测样品的扩增结果代入标准曲线,即可得到待测样品中的诺如病毒的含量。 
5特异性与灵敏度实验 
为验证本方法的特异性,在相同条件下检测贝类品中常含的NVs、RV、HAV的RNA,观察反应特异性。提取NVs的RNA,10倍梯度稀释后测定反应的灵敏度。 
6结果与讨论 
6.1实时NSABA引物Nor-F/Nor-R的常规RT-PCR 
自行设计引物Nor-F/Nor-R对阳性NVs进行RT-PCR检测,通过优化体系,扩增反应结果见图1,从图1可以看出,引物扩增具有高度的特异性,克隆重组质粒与转录后的cRNA均能扩增出119bp的特异条带,特异产物经上海博尚生物科技公司测序,与阳性的NVs序列片段同源性97%以上,说明cRNA标准品构建准确。 
6.2扩增曲线 
9个梯度浓度的标准品cRNA在Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)扩增曲线见图2,从图中可以看出,所有浓度的标准品均有NASBA扩增。 
6.3基线确定与标准曲线 
选择Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)荧光检测模式F1/F2进行定量分析,选用Fit Points方式,在Noise Band界面上设定阈值(Noise band cursor),阈值设定应高于阴性扩增线和样本噪音线的最高点。阈值的调整曲线如图3所示。 
在Analysis界面调整基线使定量校准品呈现线性,且Error<0.1;或用“Minimize Error” 自动调整,得出标准曲线见图4。从图中可以看出,标准曲线在标准品100~108拷贝之间呈现较好的线性关系,R2=0.9893。可以明显看出,实时NASBA方法比荧光定量RT-PCR更灵敏,能够检测到单拷贝的cRNA标准品。 
6.4方法的特异性 
利用本方法同时对NVs、RV和HAV病毒RNA进行实时NASBA扩增,结果见图5,从图中看出反应只对NVs有扩增现象,而RV,HAV均为阴性,特异性良好。 
6.5方法的灵敏度 
对病毒RNA梯度稀释进行一步法实时定量RT-PCR扩增,结果如图6,从图中可以看出,可以扩增到10-7的稀释度的RNA,比TaqMan实时定量RT-PCR的灵敏度高10倍,可能由于TaqMan扩增受到RT效率的影响,而降低了灵敏度,同时根据标准品扩增曲线的比较,TaqMan探针法荧光定量RT-PCR能够准确检测到100拷贝,而实时NASBA方法能够检测到单拷贝的cRNA标准品,可见实时NASBA方法具有更高的敏感性。 
Figure ISA0000094864840000011

Claims (3)

1.一种海洋食品中GII型诺如病毒检测引物,其特征在于: 
正向引物序列为SEQ ID NO1:5’-TGGAATTCCATCGCCCACT-3’; 
反向引物序列为SEQ ID NO2: 
5’-AATTCTAATACGACTCACTATAGGGAGAACAATTTCATCATCACCATA-3’。 
2.一种海洋食品中GII型诺如病毒检测用分子信标探针,其特征在于,引物序列为SEQ ID NO3:5’-FAM-CACGCCCTGTCCCCTGACATTATTCAGGCGCGTG-DABCYL-3’; 
所述分子信标探针在5’端标记荧光报告基团FAM,3’端标记荧光淬灭基团DABCYL。 
3.一种定量检测海洋食品中GII型诺如病毒的方法,包括下列步骤: 
(一)GII诺如病毒标准cRNA的构建 
利用权利要求1所述的引物,通过常规RT-PCR对GII诺如病毒扩增并优化,特异性产物片段大小为119bp;然后分别进行目的片段的克隆、质粒提取、酶切线性化、体外转录与cRNA准确性验证、CopyRNA浓度的测定与拷贝数计算;将GII诺如病毒RAN进行10倍梯度稀释后,分装作为标准品于-80℃保存; 
(二)实时NASBA反应 
(1)对步骤(一)中保存的标准品共做9个梯度浓度的标准品cRNA,分别为108,107,106,105,104,103,102,101,100拷贝;并提取待测样品中RNA,其中RNA的浓度为50-100ng/μL; 
反应体系如下: 
Figure RE-FSB0000118005740000011
(2)将NASBA反应液用无RNA酶的二次水稀释,取18μL,然后加入5μL上述步骤(1)中的各种浓度梯度的标准品cRNA和待测样品RNA,65℃恒温5min;然后冷却至41℃; 
(3)将酶混合液用无RNA酶的二次水稀释,与步骤(2)中的反应液混匀后加入Roche专用石英毛细管中,并设置阴性对照;在Roche定量PCR仪中(LightCycler2.0)进行扩增,反应条件41℃,1min,然后收集荧光信号,共99个循环,反应时间为100min; 
其中,所述的NASBA反应液中NOR-FAM如权利要求2所述。 
(三)定性定量分析 
根据9个梯度浓度的标准品cRNA的扩增结果制作标准曲线,将待测样品的扩增结果代入标准曲线,即可得到待测样品中的诺如病毒的含量。 
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