发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的是提供一种用于检测猪疫病病原微生物的基因芯片及其检测方法。该基因芯片能够同时对10种猪疾病病原微生物实现快速、特异、灵敏的检测。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种用于检测猪疫病病原微生物的基因芯片,包括固定在固相载体上的与待检致病病原微生物相对应的寡核苷酸探针和阳性质控;
所述寡核苷酸探针分别为猪传染性胸膜肺炎放线杆菌探针、猪瘟病毒探针、猪副嗜血杆菌探针、猪流感病毒探针、猪肺炎支原体探针、猪圆环病毒Ⅱ型探针、猪细小病毒探针、猪蓝耳病毒探针、猪伪狂犬病病毒探针和猪链球菌探针,其分别相应于SEQIDNO.1、2、3、4、5、6、7、8、9和10的序列;
所述阳性质控为美国INDVER公司提供的生物素标记的阳性质控基因片段;用于监控基因芯片检测方法的有效性。
所述固相载体为带有正电荷的玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜或尼龙膜。综合考虑上述固相载体的使用效果、使用方便性、储存方便性及保质期等因素,本发明优选玻璃片作为固相载体。
上述基因芯片,其阳性质控呈“T”字型分布;与待检致病病原微生物相对应的寡核苷酸探针呈微阵列分布。
上述基因芯片的制备方法,步骤为:将寡核苷酸探针点样在固相载体上,点好样的固相载体在长波紫外灯下进行交联;同时将阳性质控点样在固相载体上,即制得基因芯片。
本发明还提供了用于特异性扩增猪传染性胸膜肺炎放线杆菌、猪瘟病毒、猪副嗜血杆菌、猪流感病毒、猪肺炎支原体、猪圆环病毒Ⅱ型、猪细小病毒、猪蓝耳病毒、猪伪狂犬病病毒和猪链球菌病原微生物特定保守核苷酸序列的引物,其分别相应于SEQIDNO.11至SEQIDNO.30所示的序列。
上述用于特异性扩增的引物序列,具体如下:
猪传染性胸膜肺炎放线杆菌:F:5'GCGGTAATGGCGATGACAC3'(SEQIDNO.11)
R:5'TCGATATCTCTTGCGCGGTTA3'(SEQIDNO.12)
猪瘟病毒:F:5'GACTAGCAAACGGAGGGACTA3'(SEQIDNO.13)
R:5'GCCAGGGTTAAGGTGTGTCT3'(SEQIDNO.14)
猪副嗜血杆菌:F:5'TGATGAGGAAGGGTGGTGTTT3'(SEQIDNO.15)
R:5'TACGCCCAGTCATTCCGATTA3'(SEQIDNO.16)
猪流感病毒:F:5'TTATGCTGGAGCAAACAGC3'(SEQIDNO.17)
R:5'ACATAGGCATCTGCATTTTGG3'(SEQIDNO.18)
猪肺炎支原体:F:5'GTGATGGGTGAACATGGTGAT3'(SEQIDNO.19)
R:5'GTGAAATCCGTATTCTCCTCGTA3'(SEQIDNO.20)
猪圆环病毒Ⅱ型:F:5'AGGTTTGGGGGTAAAGTAGC3'(SEQIDNO.21)
R:5'CTCTGTGCCCTTTGAATACTA3'(SEQIDNO.22)
猪细小病毒:F:5'CAGAATCAGCAACCTCACCAC3'(SEQIDNO.23)
R:5'GGGATCTGTTTGTTTGCCATGA3'(SEQIDNO.24)
猪蓝耳病毒:F:5'ATGAGTGAACCCGTACTTGTG3'(SEQIDNO.25)
R:5'GTTCTGCGATGGTGCTAGG3'(SEQIDNO.26)
猪伪狂犬病病毒:F:5'GTTCAACGAGGGCCAGTACC3'(SEQIDNO.27)
R:5'TGAAGCTGTCGTCGCTCCA3'(SEQIDNO.28)
猪链球菌:F:5'AGCAGTTCGCACGGACAT3'(SEQIDNO.29)
R:5'GACCCATTTGGACCATCTAAGTAA3'(SEQIDNO.30)
本发明还提供了一种非诊断目的的检测猪疫病病原微生物的方法,包括如下步骤:
(1)提取待检样品中的总RNA,作为模板,采用RT-PCR扩增,以SEQIDNO.11至SEQIDNO.30所示的序列为扩增引物,并对扩增引物采用生物素标记;
(2)将RT-PCR过程中完成的生物素标记的产物进行双链解离,然后与基因芯片进行杂交;
(3)杂交后,通过试剂的添加,完成待测病原微生物核苷酸片段生物素、亲和素及化学发光基团的结合,通过芯片读取仪(INDVER公司,美国),实现光激活状态下的化学反应,根据芯片上的颜色变化判断检测结果。
步骤(1)中,RT-PCR反应体系的组成为:
步骤(1)中,RT-PCR扩增的程序为:
1)45℃30min;
2)95℃2min;
3)95℃15s;
4)56℃40s;
5)72℃15s;
6)回到第3)步,重复40次。
步骤(1)中,采用维生素H对扩增引物进行生物素标记。
本发明的有益效果:
本发明的基因芯片实现了高效检测,一次性针对10种猪源病原微生物,大大提高了检测效率;实现了RNA病毒、DNA病毒和细菌在同一反应体系中的扩增,节约了时间,避免了常规检测方法的反复操作;敏感度高,样品中核酸含量为pg级同样可以检出;特异性强,本发明中设计的引物与探针均具有高度保守性和专属性,同时对芯片的布局设立三个重复,有效避免了非特异性结果的出现。
实施例2:用于特异性扩增待检致病病原微生物特定保守核苷酸序列的引物的筛选
用于特异性扩增的引物的有效设计是决定实验成功的最关键环节。目前虽有一些设计引物的软件和设计引物的一些基本原则,但根据这些设计软件和设计原则,可以设计出多条不同的引物序列,而采用不同的引物序列会产生不同的效果,个别碱基的替换或增减都会对试验结果产生重要影响。因此,对于扩增引物的设计并非是常规的软件设计所能得到的。本实施例中,用于特异性扩增猪传染性胸膜肺炎放线杆菌、猪瘟病毒、猪副嗜血杆菌、猪流感病毒、猪肺炎支原体、猪圆环病毒Ⅱ型、猪细小病毒、猪蓝耳病毒、猪伪狂犬病病毒和猪链球菌病原基因最初设计有30对引物序列,具体如下:
NO.1-1-1:5'GCGGTAATGGCGATGACAC
NO.1-1-2:5'TCGATATCTCTTGCGCGGTTA
NO.1-2-1:5'GCGGTAATGGCGATGACACCC
NO.1-2-2:5'TCGATATCTCTTGCGCGGTTATCA
NO.1-3-1:5'GCGGTAATGGCGATGA
NO.1-3-2:5'TCGATATCTCTTGCGCGG
NO.2-1-1:5'GACTAGCAAACGGAGGGACTA
NO.2-1-2:5'GCCAGGGTTAAGGTGTGTCT
NO.2-2-1:5'GACTAGCAAACGGAGGGACTAGCC
NO.2-2-2:5'GCCAGGGTTAAGGTGTGTCTTGGG
NO.2-3-1:5'GACTAGCAAACGGAGGG
NO.2-3-2:5'GCCAGGGTTAAGGTGTGT
NO.3-1-1:5'TGATGAGGAAGGGTGGTGTTT
NO.3-1-2:5'TACGCCCAGTCATTCCGATTA
NO.3-2-1:5'TGATGAGGAAGGGTGGTGTTTTAA
NO.3-2-2:5'TACGCCCAGTCATTCCGATTAACGC
NO.3-3-1:5'TGATGAGGAAGGGTGGTGT
NO.3-3-2:5'TACGCCCAGTCATTCCGATT
NO.4-1-1:5'TTATGCTGGAGCAAACAGC
NO.4-1-2:5'ACATAGGCATCTGCATTTTGG
NO.4-2-1:5'TTATGCTGGAGCAAACAGCTTCT
NO.4-2-2:5'ACATAGGCATCTGCATTTTGGTAG
NO.4-3-1:5'TTATGCTGGAGCAAAC
NO.4-3-2:5'ACATAGGCATCTGCATT
NO.5-1-1:5'GTGATGGGTGAACATGGTGAT
NO.5-1-2:5'GTGAAATCCGTATTCTCCTCGTA
NO.5-2-1:5'GTGATGGGTGAACATGGTGATCTTT
NO.5-2-2:5'GTGAAATCCGTATTCTCCTCGTAAAT
NO.5-3-1:5'GTGATGGGTGAACATGGT
NO.5-3-2:5'GTGAAATCCGTATTCTCCT
NO.6-1-1:5'AGGTTTGGGGGTAAAGTAGC
NO.6-1-2:5'CTCTGTGCCCTTTGAATACTA
NO.6-2-1:5'AGGTTTGGGGGTAAAGTAGCGGG
NO.6-2-2:5'CTCTGTGCCCTTTGAATACTACAG
NO.6-3-1:5'AGGTTTGGGGGTAAAG
NO.6-3-2:5'CTCTGTGCCCTTTGAATA
NO.7-1-1:5'CAGAATCAGCAACCTCACCAC
NO.7-1-2:5'GGGATCTGTTTGTTTGCCATGA
NO.7-2-1:5'CAGAATCAGCAACCTCACCACCAAC
NO.7-2-2:5'GGGATCTGTTTGTTTGCCATGAGTG
NO.7-3-1:5'CAGAATCAGCAACCTCACC
NO.7-3-2:5'GGGATCTGTTTGTTTGCCAT
NO.8-1-1:5'ATGAGTGAACCCGTACTTGTG
NO.8-1-2:5'GTTCTGCGATGGTGCTAGG
NO.8-2-1:5'ATGAGTGAACCCGTACTTGTGCCC
NO.8-2-2:5'GTTCTGCGATGGTGCTAGGGGG
NO.8-3-1:5'ATGAGTGAACCCGTACTT
NO.8-3-2:5'GTTCTGCGATGGTGCTA
NO.9-1-1:5'GTTCAACGAGGGCCAGTACC
NO.9-1-2:5'TGAAGCTGTCGTCGCTCCA
NO.9-2-1:5'GTTCAACGAGGGCCAGTACCGGC
NO.9-2-2:5'TGAAGCTGTCGTCGCTCCAGCA
NO.9-3-1:5'GTTCAACGAGGGCCAGT
NO.9-3-2:5'TGAAGCTGTCGTCGCTCC
NO.10-1-1:5'AGCAGTTCGCACGGACAT
NO.10-1-2:5'GACCCATTTGGACCATCTAAGTAA
NO.10-2-1:5'AGCAGTTCGCACGGACATCCTTT
NO.10-2-2:5'GACCCATTTGGACCATCTAAGTAA
NO.10-3-1:5'AGCAGTTCGCACGGAC
NO.10-3-2:5'GACCCATTTGGACCATCTAA
在同一个RT-PCR反应体系中对上述引物的扩增效率进行测试,结果发现,针对每种病原体的不同引物对,扩增效率差别明显,根据扩增条带的亮度大小,最终确定适用的10对扩增引物如下:
NO.1-1-1:5'GCGGTAATGGCGATGACAC;(SEQIDNO.11)
NO.1-1-2:5'TCGATATCTCTTGCGCGGTTA;(SEQIDNO.12)
NO.2-1-1:5'GACTAGCAAACGGAGGGACTA;(SEQIDNO.13)
NO.2-1-2:5'GCCAGGGTTAAGGTGTGTCT;(SEQIDNO.14)
NO.3-1-1:5'TGATGAGGAAGGGTGGTGTTT;(SEQIDNO.15)
NO.3-1-2:5'TACGCCCAGTCATTCCGATTA;(SEQIDNO.16)
NO.4-1-1:5'TTATGCTGGAGCAAACAGC;(SEQIDNO.17)
NO.4-1-2:5'ACATAGGCATCTGCATTTTGG;(SEQIDNO.18)
NO.5-1-1:5'GTGATGGGTGAACATGGTGAT;(SEQIDNO.19)
NO.5-1-2:5'GTGAAATCCGTATTCTCCTCGTA;(SEQIDNO.20)
NO.6-1-1:5'AGGTTTGGGGGTAAAGTAGC;(SEQIDNO.21)
NO.6-1-2:5'CTCTGTGCCCTTTGAATACTA;(SEQIDNO.22)
NO.7-1-1:5'CAGAATCAGCAACCTCACCAC;(SEQIDNO.23)
NO.7-1-2:5'GGGATCTGTTTGTTTGCCATGA;(SEQIDNO.24)
NO.8-1-1:5'ATGAGTGAACCCGTACTTGTG;(SEQIDNO.25)
NO.8-1-2:5'GTTCTGCGATGGTGCTAGG;(SEQIDNO.26)
NO.9-1-1:5'GTTCAACGAGGGCCAGTACC;(SEQIDNO.27)
NO.9-1-2:5'TGAAGCTGTCGTCGCTCCA;(SEQIDNO.28)
NO.10-1-1:5'AGCAGTTCGCACGGACAT;(SEQIDNO.29)
NO.10-1-2:5'GACCCATTTGGACCATCTAAGTAA;(SEQIDNO.30)