CN109609673A - 一种川贝母its1序列片段的应用及贝母品种的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种川贝母ITS1序列片段的应用及贝母品种的检测方法,检测方法包括:PCR扩增步骤;退火反应步骤;酶切步骤;电泳步骤;鉴定步骤:电泳条带中出现310bp的片段,则待测样品中含有川贝母;电泳条带中出现134bp和172bp的片段,则待测样品中含有浙贝母;电泳条带中出现142bp和188bp的片段,则待测样品中含有平贝母;本发明将川贝母ITS1序列片段应用于贝母品种的检测中,进行贝母混合物中所含贝母的品种鉴定。

Description

一种川贝母ITS1序列片段的应用及贝母品种的检测方法
技术领域
本发明涉及一种川贝母ITS1序列片段的应用及贝母品种的检测方法,属于分子生物学检测技术领域。
背景技术
贝母为百合科多年生草本植物,作为一种清热润肺,化痰止咳的良药,其应用历史来源已久。我国的贝母属植物中有药用价值的约20余种,主要分布于四川、新疆、甘肃、浙江等地。因其产地不同,贝母各品系之间的药用价值具有一定的差别,其中,以川贝母的药用价值最高。据2015版的《中国药典》,川贝母目前共有六种基源,即川贝母,暗紫贝母,甘肃贝母,梭砂贝母,太白贝母和瓦布贝母。川贝母因价格较贵且资源有限,市场上经常出现用其它品系贝母,如平贝母和浙贝母以次充好的现象,混伪品与正品川贝母药效不同,一旦混用则会影响用药安全。在前人的研究中,依次建立了性状鉴定、显微鉴定、薄层色谱(TCL)鉴定、分子标记鉴定、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)、简单重复区间标记技术(Inter-simpersequence repeat,ISSR)、PCR结合酶切鉴定、DNA条形码(DNA barcoding)技术鉴定和高效液相色谱法等鉴定方法。但以上方法只能鉴定出川贝母的有无,并未能检测出经过加工的中药制剂(如川贝母粉末)中混品的具体为何种贝母成分(主要为平贝母和浙贝母),因此开发出一种更快速准确的分子生物学方法,用于检验中药制剂中含有川贝母以及其他具体成分的检测十分有必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的第一个目的在于提供一种川贝母ITS1序列片段SEQ ID NO.1的应用,属于行业技术上首次将川贝母、平贝母和浙贝母的ITS1序列片段进行比较,进行贝母混合物中所含贝母的品种鉴定。
本发明的第二个目的在于提供一种贝母品种的检测方法,该方法针对贝母ITS1序列设计,其方法准确高效。
本发明的第三个目的在于提供一种引物,用于贝母ITS1序列片段的PCR扩增步骤中。
本发明的第四个目的在于提供一种试剂盒,用于实现贝母品种的检测方法。
实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种川贝母ITS1序列片段SEQ ID NO.1的应用,川贝母ITS1序列片段应用于贝母品种的检测中。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种上述的贝母品种的检测方法,包括:
PCR扩增步骤:分别通过PCR扩增得到川贝母ITS1序列片段SEQ ID NO.1和待测样品ITS1序列片段;
退火反应步骤:将川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段混合,进行退火反应,得到退火产物;
酶切步骤:在退火产物中加入T7核酸内切酶进行酶切反应,得到酶切产物;
电泳步骤:将酶切产物进行凝胶电泳;
鉴定步骤:电泳条带中出现310bp的片段,则待测样品中含有川贝母;电泳条带中出现134bp和172bp的片段,则待测样品中含有浙贝母;电泳条带中出现142bp和188bp的片段,则待测样品中含有平贝母。
进一步地,PCR扩增步骤中,PCR扩增反应体系包括:模板DNA;引物对;10×Taq DNA聚合酶缓冲液;10mM dNTPs;Taq DNA聚合酶。
进一步地,PCR扩增步骤中,PCR扩增反应程序为:95℃预变性2min;95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸30s,32个循环;72℃最终延伸10min。
进一步地,退火反应步骤中,将川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段以质量比1:1进行混合。
进一步地,退火反应步骤中,退火反应程序为:95℃预变性5min;95-85℃退火缓变率-2℃/s,85-25℃退火缓变率-1℃/s。
进一步地,酶切步骤中,酶切反应的条件为温度37℃,时间15min。
进一步地,检测方法还包括纯化步骤:将PCR扩增步骤中得到的川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段分别进行磁珠纯化后,再进行退火反应步骤。
川贝母ITS1序列片段如SEQ ID NO.1所示,平贝母ITS1序列片段如SEQ ID NO.2所示,浙贝母ITS1序列片段如SEQ ID NO.3所示。
实现本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种引物,引物用于如上所述的PCR扩增步骤中;包括引物ITS1-F1和引物ITS1-R1,其序列为:
ITS1-F1:5’-CGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAA-3’(SEQ ID NO.4);
ITS1-R1:5’-GCTACGTTCTTCATCGAT-3’(SEQ ID NO.5)。
实现本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种试剂盒,用于实现如上所述的检测方法;试剂盒包括PCR扩增体系、退火体系和酶切体系。
进一步地,试剂盒还包括基因组提取体系。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1、本发明属于行业技术上首次将川贝母、平贝母和浙贝母的ITS1序列进行比较,并设计相应的检测方法,进行贝母混合物中所含贝母的品种鉴定;
2、本发明检测方法利用T7核酸内切酶活性,可识别并切割不完全配对DNA、十字型结构DNA、Holliday结构或交叉DNA、异源双链DNA等,以纯川贝母ITS1区域的PCR产物为模板,与待测样品的相应区域的PCR产物同时进行退火反应;因其它品种贝母的ITS1区域序列与川贝母不尽相同,比对到突变位点时,会被酶切产生不同大小的条带,从而实现对其它贝母的鉴定;
3、本发明的引物为针对ITS1序列片段的PCR扩增设计;
4、本发明的试剂盒包括实现贝母品种检测的试剂和材料,使用方便快捷。
附图说明
图1为川贝母ITS1序列与平贝母ITS1序列比较;
图2为川贝母ITS1序列与浙贝母ITS1序列比较;
图3为实施例6电泳图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:
实施例1:
分别进行已知川贝母的基因组提取和样品的基因组提取:准备两个样品,样品1为川贝母与浙贝母的混合物,样品2为川贝母与平贝母的混合物;
试剂:裂解液(L1)、DNA抽提液(E1)、缓冲液(W1)、漂洗液(W2)、DNA洗脱液(TE溶液);
步骤如下:
1)取贝母新鲜组织或干重组织,加入液氮充分碾磨;
2)将研磨好的粉末迅速转移到预先装有65℃预热裂解液L1的离心管中(实验前在预热的L1中先加入巯基乙醇,使其终浓度为质量百分比0.1%),迅速颠倒混匀后,将离心管放在65℃水浴20min,水浴过程中颠倒离心管以混合样品数次;
3)加入氯仿,充分混匀,12,000rpm(~13,400×g)离心5min;
4)将步骤3)所得上层水相转入新的离心管中,加入抽提液E1,充分混匀;
5)将步骤4)的液体转入吸附柱中,12,000rpm(~13,400×g)离心30s,弃掉废液;
6)吸附柱中加入缓冲液W1(使用前请先检查是否已加入无水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)离心30s,倒掉废液,将吸附柱放入收集管中;
7)向吸附柱中加入漂洗液W2(使用前请先检查是否已加入无水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)离心30s,倒掉废液,将吸附柱放入收集管中;
8)重复操作步骤7);
9)将吸附柱放回收集管中,12,000rpm(~13,400×g)离心2min,倒掉废液;将吸附柱置于室温放置数分钟,以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液W2;
这一步的目的是将吸附柱中残余的漂洗液去除,漂洗液中乙醇的残留会影响后续的酶反应(酶切、PCR等)实验;
10)将吸附柱转入干净的离心管中,向吸附膜的中间部位悬空滴加DNA洗脱液TE,室温放置2-5min,12,000rpm(~13,400×g)离心2min,将溶液收集到离心管中。
实施例2:
将实施例1得到的基因组进行PCR扩增,扩增体系如下:
无核酸酶水定容至50μL;
PCR扩增反应程序为:95℃预变性2min;95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸30s,32个循环;72℃最终延伸10min;4℃保存;
使用的引物对为:
ITS1-F1:5’-CGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAA-3’
ITS1-R1:5’-GCTACGTTCTTCATCGAT-3’;
得到PCR产物川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段。
实施例3:
将实施例2得到的ITS1序列片段分别进行纯化,步骤如下:
1)提前30min取出Ampure XP beads置于室温,使用前充分震荡混匀;
2)吸取90μL Ampure XP beads(1.8倍)加入含50μL PCR产物的EP管中,用移液器连续吹打10次充分混匀,室温孵育5min;
3)瞬时离心,将EP管置于磁力架,静置2min至液体澄清,用移液器吸取并弃掉上清;
4)保持EP管固定于磁力架上,加入200μL新鲜配置的质量百分比80%乙醇(保证乙醇已全部没过磁珠),室温静置30s后小心弃去上清;
5)重复步骤4)一次,最后一次尽量吸干管底液体,有少量残留在管壁时可以将EP管瞬时离心,在磁力架上分离后,用小量程的移液器把管底液体吸干(注意不要吸取到磁珠,以免影响片段回收效率);
6)保持EP管固定于磁力架上,打开管盖,室温干燥3-5min,直至磁珠表面无反光,无开裂;
7)加入32μL无核酸酶的水,然后将EP管从磁力架上取下,用移液器吹打5min并于室温孵育5min;
8)瞬时离心,将EP管置于磁力架上,静置2min至液体澄清,将30μL上清全部转移到新的1.5mLEP管中,进行下一步反应或者置于-20℃保存。
实施例4:
进行退火反应步骤:
将实施例3的川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段以质量比1:1的比例混合,进行退火反应,反应体系和程序如下:
混合ITS1序列片段 200ng
10×NEB Buffer 2μL
无核酸酶水 19μL
退火反应程序为:95℃预变性5min;95-85℃退火缓变率-2℃/s,85-25℃退火缓变率-1℃/s。
实施例5:
进行酶切步骤:
实施例4得到的退火产物加入T7核酸内切酶进行酶切反应:
退火产物 19μL
T7核酸内切酶(NEB Catalog#M0302) 1μL
条件为温度37℃,时间15min。
如图1所示,为川贝母ITS1序列与平贝母ITS1序列的对比,CB-ITS1-PCR为川贝母的序列,PB-ITS1-PCR为平贝母的序列,可以看出两者序列的区别之处,箭头所指为T7核酸内切酶的酶切位点;
如图2所示,为川贝母ITS1序列与浙贝母ITS1序列的对比,CB-ITS1-PCR为川贝母的序列,ZB-ITS1-PCR为浙贝母的序列,可以看出两者序列的区别之处,箭头所指为T7核酸内切酶的酶切位点;
本发明检测方法利用T7核酸内切酶活性,可识别并切割不完全配对DNA、十字型结构DNA、Holliday结构或交叉DNA、异源双链DNA等,以纯川贝母ITS1区域的PCR产物为模板,与待测样品的相应区域的PCR产物同时进行退火反应;因其它品种贝母的ITS1序列与川贝母不尽相同,比对到突变位点时,会被酶切产生不同大小的条带,从而实现对其它贝母的鉴定。
实施例6:
电泳及鉴定步骤:
实施例5得到的产物20μL中加入4μL 6×loading Buffer,配制质量浓度2%琼脂糖凝胶进行电泳,电泳条件为120V,40min;
电泳图如图3所示,CB泳道为只有川贝母,CB+ZB泳道为川贝母与浙贝母的混合物,CB+PB泳道为川贝母与平贝母的混合物,可以得知:电泳条带中出现310bp的片段,则待测样品中含有川贝母;电泳条带CB+ZB泳道中出现134bp和172bp的片段(箭头所指),则待测样品中含有浙贝母;电泳条带CB+PB泳道中出现142bp和188bp的片段(箭头所指),则待测样品中含有平贝母。
实施例7:
一种试剂盒,包括基因组提取体系、PCR扩增体系、退火体系和酶切体系;
其中基因组提取体系包括裂解液、DNA抽提液、缓冲液、漂洗液、DNA洗脱液,还可包括DNA吸附柱和套管;
PCR扩增体系包括引物对、10×Taq DNA聚合酶缓冲液、10mM dNTPs、Taq DNA聚合酶和无核酸酶水;
退火体系包括NEB Buffer和无核酸酶水;
酶切体系包括T7核酸内切酶。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
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<120> 一种川贝母ITS1序列片段的应用及贝母品种的检测方法
<130> 2018
<160> 5
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 308
<212> DNA
<213> 川贝母
<400> 1
cgtaacaagg tttccgtagg tgaacctgcg gaaggatcat tgtcgagaaa cgaccgagag 60
accgcgaact cgtaaacgga tgacaccgtg tcgggcgggc actatgcccg ccctgcccgg 120
gacctcgcat cgtgcctctc cgggcacgat ttgcggggga cggacgaaac cccggcgcgg 180
cctgcgccaa ggaacatatg acaggacgga cgcacgtcaa cgcctctgcg gcggggcggc 240
gttcgctctc tatccatacg actctcggca acggatatct cggctctcgc atcgatgaag 300
aacgtagc 308
<210> 2
<211> 330
<212> DNA
<213> 平贝母
<400> 2
cgtaacaagg tttccgtagg tgaacctgcg gaaggatcat tgtcgagaac cgaccgagag 60
accgcgaacc cgtaaacgga tgacaccgtg tcgggcggac aatttacttt gcccgccctg 120
ctcgggacct cgcatcgtgt ccgcgatcgc ctccaagcgc cccggacacg atttgcgggg 180
gacggacgaa accccggcgc ggcctgcgcc aaggaacata tgacaggacg gacacacgtc 240
aacgcctaag cggcggggcg acgcccgctc tctatctata cgactctcgg caacggatat 300
ctcggctctc gcatcgatga agagcgtagc 330
<210> 3
<211> 306
<212> DNA
<213> 浙贝母
<400> 3
cgtaacaagg tttccgtagg tgaacctgcg gaaggatcat tgtcgagaac cgaccgagag 60
accgcgaacc cgtaaacgga tgacaccgtg tcgggcgggc actatgcccg ccctgctcgg 120
gacctcgcgt cgtgtctccg gacacgattt gcgggggacg gacgaaaccc cggcgcggcc 180
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tcgctctcta tccatacgac tctcggcaac ggatatctcg gctctcgcat cgatgaagaa 300
cgtagc 306
<210> 4
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 4
cgtaacaagg tttccgtagg tgaa 24
<210> 5
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 5
gctacgttct tcatcgat 18

Claims (10)

1.一种川贝母ITS1序列片段的应用,其特征在于,所述川贝母ITS1序列片段SEQ IDNO.1应用于贝母品种的检测中。
2.一种如权利要求1所述的贝母品种的检测方法,其特征在于包括:
PCR扩增步骤:分别通过PCR扩增得到川贝母ITS1序列片段SEQ ID NO.1和待测样品ITS1序列片段;
退火反应步骤:将川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段混合,进行退火反应,得到退火产物;
酶切步骤:在退火产物中加入T7核酸内切酶进行酶切反应,得到酶切产物;
电泳步骤:将酶切产物进行凝胶电泳;
鉴定步骤:电泳条带中出现310bp的片段,则待测样品中含有川贝母;电泳条带中出现134bp和172bp的片段,则待测样品中含有浙贝母;电泳条带中出现142bp和188bp的片段,则待测样品中含有平贝母。
3.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述PCR扩增步骤中,PCR扩增反应体系包括:模板DNA;引物对;10×Taq DNA聚合酶缓冲液;10mM dNTPs;Taq DNA聚合酶。
4.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述PCR扩增步骤中,PCR扩增反应程序为:95℃预变性2min;95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸30s,32个循环;72℃最终延伸10min。
5.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述退火反应步骤中,将川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段以质量比1:1进行混合。
6.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述退火反应步骤中,退火反应程序为:95℃预变性5min;95-85℃退火缓变率-2℃/s,85-25℃退火缓变率-1℃/s。
7.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述酶切步骤中,酶切反应的条件为温度37℃,时间15min。
8.如权利要求2所述的贝母品种的检测方法,其特征在于,所述检测方法还包括纯化步骤:将PCR扩增步骤中得到的川贝母ITS1序列片段和待测样品ITS1序列片段分别进行磁珠纯化后,再进行退火反应步骤。
9.一种引物,其特征在于,所述引物用于如权利要求2所述的PCR扩增步骤中;包括引物ITS1-F1和引物ITS1-R1,其序列为:
ITS1-F1:5’-CGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAA-3’;
ITS1-R1:5’-GCTACGTTCTTCATCGAT-3’。
10.一种试剂盒,其特征在于,用于实现如权利要求2所述的检测方法;所述试剂盒包括PCR扩增体系、退火体系和酶切体系。
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