CN108588091A - 一种黄秋葵内参基因及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于分子生物学技术领域，提供一种黄秋葵内参基因及其应用，在此基础上设计定量特异引物，18S核糖体RNA基因(18S ribosomal RNA gene,18S r RNA)基因在黄秋葵各生长发育阶段及各组织均能稳定表达，适合在黄秋葵基因表达研究中作为内参基因。本发明首次将18S核糖体RNA基因(18S ribosomal RNA gene,18S r RNA)作为内参基因用于黄秋葵基因表达分析，有利于提高黄秋葵基因表达分析研究的稳定性、可靠性和重复性；本发明提出的检测引物具有特异性，大大的提高了检测效率，提高了检测结果的可信度。

Description

一种黄秋葵内参基因及其应用

技术领域

本发明属于分子生物学技术领域，具体涉及一种黄秋葵内参基因及其应用，具体地，利用该黄秋葵内参基因的核苷酸序列为基础设计一对荧光定量特异引物。

背景技术

黄秋葵（Hibiscus esculentus L.），秋葵属，原产于非洲东北部，世界栽培广泛，近年来，国内引进推广较快，栽培面积逐年增长。黄秋葵以食嫩果为主，含丰富蛋白质、维生素及矿物盐、糖聚合体等营养成分，是一种具有较高营养价值、保健功能的健康蔬菜。随着其分子生物学研究的不断深入和发展，基因表达分析正逐渐应用于揭示黄秋葵基因调控机理的研究中。在基因表达分析时，为了消除不同组织细胞间初始模板量、RNA质量、酶促反应效率等的偏差，往往需要引入内参基因对其进行校正。理想的内参基因应该在不同组织类型、生长阶段及不同实验条件下表达水平均保持一致，实际研究中常选择稳定表达的看家基因，如肌动蛋白基因(actin)、甘油醛-3-磷酸-脱氢酶基因(GAPDH)、α微管和β微管蛋白基因((TUA、TUB))、泛素基因(ubiquitin)、18S核糖体RNA(18S rRNA)等作为内参基因。

18S rRNA存在于所有的真核生物细胞中，几乎在所有组织中都高水平表达，在同种细胞或者组织中的蛋白质表达量一般是恒定的，且其作为内参基因在分析植物基因表达以及检测植物体内的病原物研究中应用广泛。但目前关于黄秋葵18S rRNA基因的克隆和作为黄秋葵内参基因的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黄秋葵内参基因及其应用，并揭露了利用该黄秋葵内参基因为基础设计的实时荧光定量PCR引物。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种黄秋葵内参基因，所述内参基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示；且该内参基因是以黄秋葵DNA为模板、并以如下引物对进行PCR扩增反应所得的；

其中引物对为：

正向引物5'- TTCACCGGACCATTCAATCGGTA -3'，

反向引物5'- TGATCCTTCCGCAGGTTCACCTA -3'。

进一步地，以所述内参基因的核苷酸序列为基础，利用Primer Premier5.0 软件、并遵循实时荧光定量PCR引物设计的原则设计出一对荧光定量特异引物，该对荧光定量特异引物即为所述实时荧光定量PCR引物；

且该实时荧光定量PCR引物为：

正向引物5'- TCCATTGGAGGGCAAGTCT -3'，

反向引物5'- GGCAGTAGGGACGAGCAGA -3'。

所述的黄秋葵内参基因在黄秋葵基因表达分析中的应用。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种黄秋葵内参基因，同时提供了利用该黄秋葵内参基因为基础设计的实时荧光定量PCR引物，所设计的实时荧光定量PCR引物用于黄秋葵基因表达分析时，能够提高中黄秋葵基因表达分析研究的稳定性、可靠性和重复性；此外，所设计的实时荧光定量PCR引物特异性强，从而能够大大提高采用实时荧光定量检测黄秋葵的检测效率，并提高检测结果的可信度。

附图说明

图1 是本发明中实施例1的1%琼脂糖凝胶电泳图。

图2 是本发明中实施例2的1%琼脂糖凝胶电泳图。

图3 是本发明中实施例3的PCR扩增曲线图。

图4 是本发明中实施例3的溶解曲线图。

图5是本发明中实施例4的1%的琼脂糖凝胶电泳图。

具体实施方式

本发明列举了以下几个代表性实施例，这些实施例仅是示例性的，且不用于限制本发明的范围，这些实施例仅用于对本发明进行说明。且各实施例中所采用的仪器与试剂如下：美国ABI7500 实时定量PCR 仪，美国ABI Veriti 96-well热循环仪，美国ABI PowerSYBR® Green PCR Master Mix, pMD18-T-vector、cDNA第一链合成试剂盒（PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit）、Marker DL 2000、Taq DNAPolymerase、dNTP均为宝生物工程（大连）有限公司产品，胶回收试剂盒、质粒提取试剂盒为Omega公司产品，引物合成和克隆测序由铂尚生物技术(上海)有限公司完成，其余生化试剂均为国产分析纯。

实施例1 内参基因的获得

步骤（1）、根据GenBank上陆地棉（Gossypium raimondii）、黄蜀葵（Abelmoschusmanihot (L.) Medicus）的18S rRNA基因设计一对引物，并利用clustalx软件对所设计的该引物对进行序列比对，且由铂尚生物技术(上海)有限公司合成该对引物，具体地，该对引物（如SEQ ID NO：1、2所示）：正向引物5'- TTCACCGGACCATTCAATCGGTA -3'，

反向引物5'- TGATCCTTCCGCAGGTTCACCTA -3'。

步骤（2）、DNA提取：称取黄秋葵叶片0.1 g左右，加液氮快速充分研磨至粉末状（加入0.1克PVP），将粉末移至1.5mL离心管中；每管加入600 μL预热至65℃的2× CTAB提取缓冲液，同时加入7 μL 2-琉基乙醇，充分混匀，65℃水浴30 min，其间颠倒几次； 取出离心管，冷至室温，加等体积的氯仿/异戊醇（氯仿/异戊醇中氯仿、异戊醇二者的体积比为24:1），轻缓颠倒混匀，静置10 min，室温下12000 rpm离心10 min；取上清液至另一离心管，加2/3体积异丙醇，轻缓颠倒混匀，室温放置15 min，于4℃条件下12000 rpm离10min；用体积分数70%乙醇洗涤DNA 2-3次，风干，将DNA溶于500 μL TE溶液，加入终浓度50 mg/mL的RNase A，并于37℃保温30 min，之后用1%的琼脂糖凝胶进行电泳检测DNA质量；最后将DNA稀释至50 ng/μL，并于-20℃冰箱中保存备用。

步骤（3）、PCR扩增：以经步骤（2）处理所得的DNA为模板，并以步骤（1）中获得的引物对进行PCR扩增反应，得到PCR扩增产物。

PCR反应体系：反应体系的总体积为25μL，含50 ng/μL DNA 0.5 μL、10 μmol/L正向和反向引物各1 μL、10 mmol/L dNTP 0.5 μL、5 U /μL Taq DNA聚合酶0.25 μL、1.5mmol/L MgCl₂的10×PCR缓冲液2.5 μL、其余成分为灭菌的超纯水。

PCR反应程序为：94℃预变性5 min；94℃变性30 s，55℃退火30 s，72℃ 延伸90s，35个循环；最后72℃下延伸10 min；于4℃下保存。

步骤（4）、取步骤（3）所得PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测后，得到如图1所示大小的片段，回收该片段并进行纯化后连接到pMD18-T载体上转化，挑取阳性克隆子，PCR检测后送至测序，所测得的序列即为内参基因的核苷酸序列，其如SEQ ID NO：3所示。

实施例2 实时荧光定量PCR 设计和常规PCR检测

以实施例1获得的内参基因的核苷酸序列为基础，利用Primer Premier5.0 软件，并遵循实时荧光定量PCR引物设计的原则设计出一对荧光定量特异引物，其扩增片段为206 bp，该对荧光定量特异引物即为所述实时荧光定量PCR引物（如SEQ ID NO：4-5所示）：正向引物5'- TCCATTGGAGGGCAAGTCT -3'，反向引物5'- GGCAGTAGGGACGAGCAGA -3'。

提取黄秋葵总RNA，并按照PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit试剂盒的方法合成cDNA第一链，即将RNA反转录为cDNA；之后以所得cDNA为模板、以实时荧光定量PCR引物对进行PCR扩增，且PCR扩增的反应体系与反应程序如下：

PCR反应体系：反应体系的总体积为25μL，含50 ng/μL cDNA 0.5 μL、10 μmol/L正向和反向引物各1 μL、10 mmol/L dNTP 0.5 μL、5 U /μL Taq DNA聚合酶0.25 μL、1.5 mmol/LMgCl₂的10×PCR缓冲液2.5 μL、其余成分为灭菌的超纯水。

PCR反应程序为：94℃预变性5 min；94℃变性30 s，58℃退火30 s，72℃ 延伸30s，35个循环；最后72℃下延伸10 min；于4℃下保存。

将PCR扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测，检测结果如图2所示；由图2可知，PCR扩增得到一条单一条带，没有出现非特异性扩增条带，经测序大小为206 bp，符合预期大小；则可继续下游的实时荧光定量PCR 引物验证。

实施例3 实时荧光定量PCR 引物验证

提取黄秋葵总RNA，并按照PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit试剂盒的方法合成cDNA第一链，即将RNA反转录为cDNA；之后以所得cDNA为模板、按照Power SYBR®Green PCR Master Mix说明书在ABI7500 实时定量PCR 仪上进行PCR 反应，PCR 反应的反应体系与反应程序如下：

反应体系为：反应体系的总体积为25μL，12.5 μL Power SYBR® Green PCR MasterMix，1 μL 模板，实施例2中实时荧光定量PCR引物的正向引物0.5 μL（浓度为10 μmol/ L），实施例2中实时荧光定量PCR引物的反向引物0.5 μL（浓度为10 μmol/ L），补蒸馏水至总体积25 μL。

反应程序为：95 ℃预变性10 min；95 ℃变性15 s，60 ℃退火1 min，共 40个循环；4℃保存；每个反应做3个重复。

反应的结果如图3（其中，ΔRn指荧光强度、cycle指循环数）所示， 3次重复的荧光定量PCR 扩增曲线均很好。为检验反应的特异性，申请人在PCR 后进行融解曲线分析，分析结果如图4所示， 3次重复的Tm（溶解温度）分别为86.19℃、86.19℃、86.02℃，且均只有一个特异峰，表明无引物二聚体，扩增条带单一，特异性强，没有非特异性扩增出现，从而表明所设计的一对引物特异性强（即实施例2中的实时荧光定量PCR引物），扩增效率高，特异性强，能够用于黄秋葵荧光定量PCR的内参引物实验。

实施例4 黄秋葵18S rRNA基因表达稳定性分析

分别提取黄秋葵根、茎、叶、花、果及叶发育过程（幼叶、嫩叶、成熟叶、老叶）和果实发育过程（花后2天、4天、6天、8天、10天的果实）的总RNA，之后分别按照PrimeScriptTM 1stStrand cDNA Synthesis Kit试剂盒的方法合成cDNA第一链，以获得各自的cDNA；利用实施例2中的实时荧光定量特异引物为引物对，以获得的14种材料的cDNA 为模板，分别进行PCR扩增，PCR扩增体系与扩增程序如下：

PCR扩增体系：反应体系的总体积为25μL，含50 ng/μL cDNA 0.5 μL、10 μmol/L正向和反向引物各1 μL、10 mmol/L dNTP 0.5 μL、5 U /μL Taq DNA聚合酶0.25 μL、1.5 mmol/LMgCl₂的10×PCR缓冲液2.5 μL、其余成分为灭菌的超纯水。

PCR扩增程序为：94℃预变性5 min；94℃变性30 s，58℃退火30 s，72℃ 延伸30s，28个循环；最后72℃下延伸10 min；于4℃下保存。

将PCR扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测，检测结果如图5所示，且图5中标识1至14分别为黄秋葵根、茎、叶（成熟叶）、花、果（花后5天）、花后2天果实、花后4天果实、花后6天果实、花后8天果实、花后10天果实、幼叶、嫩叶、成熟叶、老叶的PCR扩增反应结果；由图5显示，采用实施例2中的实时荧光定量特异引物为引物对时，扩增所得的14个条带亮度基本一致，从而表明在黄秋葵不同组织、各生长发育阶段均能稳定表达，即说明了实时荧光定量特异引物在黄秋葵基因表达分析中的稳定性，从而适用于黄秋葵基因表达的研究。

综上，本发明提供了一种黄秋葵内参基因，并揭露了利用该黄秋葵内参基因为基础设计的实时荧光定量PCR引物，所设计的实时荧光定量PCR引物用于黄秋葵基因表达分析时，能够提高黄秋葵基因表达分析研究的稳定性、可靠性和重复性；此外，所设计的实时荧光定量PCR引物特异性强，从而能够大大提高采用实时荧光定量检测黄秋葵时的检测效率，并提高检测结果的可信度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

SEQUENCE LISTING

<110> 福建省农业科学院作物研究所

<120> 一种黄秋葵内参基因及其应用

<130> 5

<160> 5

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

cagtattgta aaagatggcc gacgg 25

<210> 2

<211> 25

<212> DNA

<213> 2

<400> 2

gatggccgac ggtgaggata ttcaa 25

<210> 3

<211> 1213

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

tacgccagtt tgcacgcctg ccgttcgacg attagaagca cttcctgtgg acaatggatg 60

gacctgactc gtcgtactca cccttggaaa tccacatctg ctggaaggtg ctgagtgatg 120

ctaagataga tcctccaatc cagacactgt acttcctctc tggtggtgca acgaccttaa 180

tcttcatgct gcttggagca agggcggtga tctccttgct catacggtcc gcaataccag 240

ggaacatagt tgaaccacca ctgagcacaa tgttaccgta gagatccttc ctgatatcta 300

catcacactt catgatagag ttgtaggtag tttcatggat tccagctgct tccatcccga 360

tgaaagatgg ctggaaaagg acttcaggac aacgaaatct ctcagctccg atagtaatga 420

cttgtccgtc gggcaactca tagttcttct caacagaaga gctgctcttg gcggtctcca 480

gttcctgctc atagtccagg gcaatataag caagcttctc cttcatgtca cggacaattt 540

cccgttcagc ggtggtggtg aacatgtaac ctctctctgt aaggatcttc atcaaagcat 600

cagtgaggtc acgaccagcc aagtcgagac ggaggatggc atgtggaagg gcatatcctt 660

catagattgg cacagtgtga gaaacaccat cacctgaatc cagcacaata cctgttgtac 720

gaccactagc atacaaagag agaacagcct ggatggcaac gtacatggca ggtacattga 780

aggtctcaaa catgatctgg gtcatctttt ctctattggc cttggggtta agaggtgcct 840

cggtgagaag cacagggtgt tcctcgggag caacacgaag ctcattgtag aaagtatgat 900

gccagatctt ttccatatca ttccagttgc taacaatacc atgctcaatg ggatatttca 960

atgtcaggat acctctttta gattgtgcct cgtctcctac ataggcatcc ttctgaccca 1020

tcccaaccat aacaccagtg tgacggggac gaccaacaat actgggaaaa acagccctgg 1080

gagcatcatc accagcaaaa ccagccttca ccattccggt tccattgtca cagacgaggg 1140

gctgaatatc ctcaccgtcg gccatctttt acaatactga atctctggaa gatccgcgcg 1200

taccgagttc taa 1213

<210> 4

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

ggttgggatg ggtcagaagg 20

<210> 5

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

tcggtgagaa gcacagggtg 20

Claims (3)

1.一种黄秋葵内参基因，其特征在于：所述内参基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示；且该内参基因是以黄秋葵DNA为模板、并以如下引物对进行PCR扩增反应所得；

其中引物对为：

正向引物5'- TTCACCGGACCATTCAATCGGTA -3'，

反向引物5'- TGATCCTTCCGCAGGTTCACCTA -3'。

2.一种用于检测黄秋葵的实时荧光定量PCR引物，其特征在于：以权利要求1中所述内参基因的核苷酸序列为基础，利用Primer Premier5.0 软件、并遵循实时荧光定量PCR引物设计的原则设计出一对荧光定量特异引物，该对荧光定量特异引物即为所述实时荧光定量PCR引物；

且该实时荧光定量PCR引物为：

正向引物5'- TCCATTGGAGGGCAAGTCT -3'，

反向引物5'- GGCAGTAGGGACGAGCAGA -3'。

3.如权利要求1所述的黄秋葵内参基因在黄秋葵基因表达分析中的应用。