CN110724762B - 一种非洲猪瘟病毒的lamp检测引物及检测方法 - Google Patents
一种非洲猪瘟病毒的lamp检测引物及检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种非洲猪瘟病毒的LAMP特异性检测引物,包括一组外引物和一组内引物,所述外引物和内引物的核苷酸序列如SEQ ID NO:2‑5所示。本发明还公开一种非洲猪瘟病毒的LAMP非诊断目检测方法,该方法包括根据非洲猪瘟病毒的P30基因设计LAMP检测引物的步骤。本发明具有经济便捷、灵敏度高、结果易于分辨等特点,可用于非洲猪瘟的快速临床诊断,减少疾病的传播和蔓延,同时还能用于非洲猪瘟病毒的非诊断目的实验室筛查、鉴定,为病毒的基础研究提供了一种有力工具。
Description
技术领域
本发明属于病毒检测领域,具体涉及一种非洲猪瘟病毒的LAMP检测引物及检测方法。
背景技术
非洲猪瘟病毒(African Swine Fever Virus,ASFV)是一种双链DNA病毒、具有囊膜,是非洲猪瘟病毒属唯一成员。自1921年在肯尼亚首次发现到2018年8月传入我国,现今在全球继续蔓延,对我国及全世界的养猪业造成空前的损失。非洲猪瘟是一种急性烈性传染病,可感染所有日龄猪,临床表现为急性高热、厌食呕吐、全身脏器出血肿大,且病程短、死亡率可达100%。
目前ASFV没有针对性的疫苗及药物,主要利用对病猪的扑杀及严格的卫生制度来控制疾病的扩散。目前对于ASFV的检测通常使用普通PCR或荧光定量PCR:普通PCR实验较为繁琐,需要多个反应温度的转换、较长的时间;荧光定量PCR需要昂贵的实验仪器。并且这两种PCR都需要在实验室进行,场所也相对固定。在该病可以迅速发展为死亡和传染的情况下,基于现场的快速检测尤为重要。于是我们选择了实验器材简单、检测灵敏的LAMP检测方法,该方法操作简便、无需复杂仪器设备、可在恒温水浴锅完成反应,适用于临床操作。
发明内容
本发明目的是针对已有的非洲猪瘟病毒检测方法的缺陷,提供一种LAMP检测引物及检测方法,该方法具有检测快速、操作简便、成本低、灵敏度高、检测结果准确和检测周期短等优点。
本发明所采用的技术方案为:
一种非洲猪瘟病毒的LAMP检测引物,包括一组外引物和一组内引物,所述外引物和内引物的核苷酸序列如下:
外引物F3:5'-CAGTACTGTTAAGTATGATATTGTG-3';(SEQ ID NO:2)
外引物B3:5'-GAGGGCTCTTGCTCAAAC-3';(SEQ ID NO:3)
内引物FIP:5'-CAGCACATGCAGAATCATATTCCATCTGCTCATATATATGCAGGGC-3';(SEQID NO:4)
内引物BIP:5'-GAAGAGGAGACAGAATCCTCAGCGGATGTGCATTCATTGGTTTC-3'。(SEQ IDNO:5)
一种非洲猪瘟病毒的LAMP非诊断目检测方法,包括以下步骤:
1)根据非洲猪瘟病毒的P30基因设计LAMP检测引物,包括一组外引物和一组内引物,所述外引物和内引物的核苷酸序列如下:
外引物F3:5'-CAGTACTGTTAAGTATGATATTGTG-3';
外引物B3:5'-GAGGGCTCTTGCTCAAAC-3';
内引物FIP:5'-CAGCACATGCAGAATCATATTCCATCTGCTCATATATATGCAGGGC-3';
内引物BIP:5'-GAAGAGGAGACAGAATCCTCAGCGGATGTGCATTCATTGGTTTC-3';
2)提取样品总DNA,利用步骤1)设计的引物进行LAMP扩增反应;
3)对扩增产物进行检测。
优选地,所述LAMP扩增反应的体系为:
优选地,所述LAMP扩增反应的程序为:DNA经95℃预变性5min,向预变性的DNA中加入上述除DNA以外的反应体系,再将其放置于63℃反应45min,然后于80℃作用10min后终止反应。
本发明根据所设计的一套特异引物成功建立了对非洲猪瘟病毒即时、特异、快速、灵敏而且便捷实用的LAMP分子检测方法,对比于现有的检测方法,本发明具有以下优点:
(1)经济便捷:恒温条件下反应,金属浴即可,无需昂贵的PCR仪。
(2)灵敏度高:经实验对比,Lamp比PCR灵敏度高一个数量级。
(3)结果易于分辨:运用SYBR GreenⅠ荧光染料30s即可分辨阴性阳性。
(4)本发明不仅可用于非洲猪瘟的快速临床诊断,减少疾病的传播和蔓延,同时还能用于非洲猪瘟病毒的非诊断目的实验室筛查、鉴定,为病毒的基础研究提供了一种有力工具。
附图说明
图1是检验8个不同基因LAMP扩增反应结果的比对,图中的泳道M为markerDL5000;1~8分别代表P30、UK、P15、P54、P72、K205R、F317L、P602L基因引物,从中挑选出P30基因引物,条带更清晰、阶梯状更明显。
图2是非洲猪瘟病毒P30的基因片段,下划线英文字母标注的序列为引物结合区域(F3,F2,F1,B1,B2,B3)。
图3是不同Mg2+浓度的ASFV-LAMP电泳图,图中的泳道M为marker DL 5000;1~6分别代表反应体系中的Mg2+终浓度为2、3、4、5、6和7mM。
图4是不同dNTPs浓度的ASFV-LAMP电泳图,图中的泳道M为marker DL 5000;泳道1~6分别代表反应体系中的dNTPs浓度为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2mM。
图5是不同引物比例(外引物:内引物)的ASFV-LAMP电泳图,图中的泳道M为markerDL 5000;泳道1~6分别代表反应体系中的引物比例为1:4、1:5、1:6、1:7、1:8和1:9。
图6是不同LAMP恒温扩增时间的ASFV-LAMP电泳图,图中的泳道M为marker DL5000;泳道1~5分别代表在预变性后和终止反应前的体系扩增时间为30、40、45、50、60min。
图7是不同LAMP恒温扩增温度的ASFV-LAMP电泳图。图中的泳道M为marker DL5000;泳道1~6分别代表在预变性后和终止反应前的体系扩增温度为60、61、62、63、64和65℃。
图8是ASFV-LAMP灵敏性电泳实验结果,图中的泳道M为marker DL 5000;泳道1~5分别代表10-1、10-2、10-3、10-4、10-5倍比稀释的非洲猪瘟病毒DNA;6为阴性对照。
图9是ASFV-PCR灵敏性实验结果,图中的泳道M为marker DL 5000;泳道1~5分别代表10-1、10-2、10-3、10-4、10-5倍比稀释的非洲猪瘟病毒DNA;6为阴性对照。
图10是ASFV-LAMP电泳最终效果图,图中的泳道M为marker DL 5000;泳道1~2分别代表阳性和阴性对照。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:非洲猪瘟病毒LAMP检测方法的建立及优化
1)引物的设计与筛选:
引物合成:根据NCBI上报道的非洲猪瘟病毒基因组,挑选其中8个基因设计引物,进行目的基因和引物的优化,最终筛选出P30基因序列(SEQ ID NO:1,图2)的特异性引物,所述引物对的DNA序列如下所示:
外引物F3:5'-CAGTACTGTTAAGTATGATATTGTG-3';
外引物B3:5'-GAGGGCTCTTGCTCAAAC-3';
内引物FIP:5'-CAGCACATGCAGAATCATATTCCATCTGCTCATATATATGCAGGGC-3';
内引物BIP:5'-GAAGAGGAGACAGAATCCTCAGCGGATGTGCATTCATTGGTTTC-3';
2)环介导的等温扩增:
采用DNA提取试剂盒提取非洲猪瘟病毒总DNA,-20℃保存,建立环介导的等温扩增反应体系:
其中阴性对照为健康猪DNA;
环介导的等温扩增反应:DNA经95℃预变性5min,向预变性的DNA中加入上述除DNA以外的反应体系,再将其放置于63℃反应45min,然后于80℃作用5min后终止反应;
3)扩增产物分析:采用显色反应或琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物;
显色反应:将1000倍体积的荧光显色剂SYBR GreenⅠ进行10倍稀释,之后取0.5μL加入至25μL的环介导等温扩增的最终产物中,在自然光下用肉眼观察扩增产物的显色情况;
琼脂糖凝胶电泳:取25μL的环介导等温扩增的最终反应产物10μL,加入至含有0.5μg/mL溴化乙锭染料的2%的琼脂糖凝胶中,于100V电压下电泳30min,在凝胶成相系统上成像观察扩增产物的图谱。
(1)下表1是挑选的8个非洲猪瘟病毒基因及其设计的引物信息,从图1的琼脂糖凝胶电泳检测检测结果可以看出,当采用P30基因及其引物,条带更清晰、阶梯状更明显。
表1非洲猪瘟病毒8种基因及其引物序列
(2)反应条件优化
从图3的Mg2+浓度优化结果可以得出,在25μL体系中,加入终浓度为3mM的Mg2+可以使得扩增效果更为理想。
从图4的dNTPs浓度优化结果可以得出,终浓度0.8mM的dNTPs更适合于该LAMP体系。
从图5的内外引物比例优化结果可以得出,当外引物与内引物的体积比为1:7时,条带效果最好。
从图6的反应时间优化结果可以得出,在预变性后选择45min的LAMP扩增时间较为合适,45min与60min扩增效果一样,故以45min更佳。
从图7的反应温度优化结果可以得出,在95℃预变性后选择63℃为LAMP扩增温度可获得更好的反应效果,条带更清晰、阶梯状更明显。
实施例2:非洲猪瘟病毒LAMP检测方法敏感性试验
将非洲猪瘟病毒DNA稀释至1μg/ml作为模板,检测非洲猪瘟病毒LAMP方法的敏感性。方法如下:
1.将1μg/ml的DNA用ddH2O分别稀释10-1,10-2,10-3,10-4,10-5倍为模板DNA进行LAMP扩增的结果。
2.LAMP敏感性实验:以F3、B3为外引物,FIP、BIP为内引物对已稀释好的病毒核酸进行扩增。稀释好的DNA分别取0.5μL,体系中其他试剂为
DNA经95℃预变性5min,向预变性的DNA中加入上述除DNA以外的反应体系中,再将其放置于63℃反应45min,然后于80℃作用10min后终止反应。
3.扩增产物分析:取25μL的环介导等温扩增的最终反应产物10μL,加入至含有0.5μg/mL溴化乙锭染料的2%的琼脂糖凝胶中,于100V电压下电泳30min,在凝胶成相系统上成像观察扩增产物的图谱。其结果如图8所示。
结果显示LAMP可以检测最低浓度为10-4ng/μL,而普通PCR只能检测到10-3ng/μL的DNA(图10),说明LAMP扩增灵敏度相对普通PCR扩增具有更大的优势。
普通PCR引物对的DNA序列如下所示:
P30 F:5'-ATGAAAATGGAGGTCATCT-3';
P30 R:5'-AAGTTTAATGACCATGAG-3';
LAMP具有高的灵敏性和特异性,针对基因组特异性保守片段的6个区域,设计4种特异性引物,只有4种引物全部匹配才能出现扩增反应,几乎不可能出现非特异性扩增的情况。
本发明构建的方法,操作简单,成本低廉,只需要金属浴,不需要其他昂贵仪器就可以在1h内完成现场临床检测。LAMP扩增产物的判断有传统的琼脂糖凝胶电泳法和SYBRgreenⅠ绿色荧光染料染色等两种方法,本发明选择荧光染料检测方法,该方法的突出特点是不需要仪器、操作简便、肉眼即可判断结果,很适合与野外、现场及临床检测非洲猪瘟病毒。
序列表
<110> 华中农业大学
<120> 一种非洲猪瘟病毒的LAMP检测引物及检测方法
<160> 5
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 236
<212> DNA
<213> 非洲猪瘟病毒(African swine fever virus)
<400> 1
attgctcagt actgttaagt atgatattgt gaaatctgct catatatatg cagggcaagg 60
gtatactgaa catcaggctc aagaagaatg gaatatgatt ctgcatgtgc tgtttgaaga 120
ggagacagaa tcctcagcat catcggaaag cattcatgaa aaaaatgata atgaaaccaa 180
tgaatgcaca tcctcctttg aaacattgtt tgagcaagag ccctcatcag aggaac 236
<210> 2
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
cagtactgtt aagtatgata ttgtg 25
<210> 3
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
gagggctctt gctcaaac 18
<210> 4
<211> 46
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
cagcacatgc agaatcatat tccatctgct catatatatg cagggc 46
<210> 5
<211> 44
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
gaagaggaga cagaatcctc agcggatgtg cattcattgg tttc 44
Claims (4)
1.一种非洲猪瘟病毒的LAMP检测引物,其特征在于包括一组外引物和一组内引物,所述外引物和内引物的核苷酸序列如下:
外引物F3:5'-CAGTACTGTTAAGTATGATATTGTG-3';
外引物B3:5'-GAGGGCTCTTGCTCAAAC-3';
内引物FIP:5'-CAGCACATGCAGAATCATATTCCATCTGCTCATATATATGCAGGGC-3';
内引物BIP:5'-GAAGAGGAGACAGAATCCTCAGCGGATGTGCATTCATTGGTTTC-3'。
2.一种非洲猪瘟病毒的LAMP非诊断目的检测方法,其特征在于包括以下步骤:
1)根据非洲猪瘟病毒的P30基因设计LAMP检测引物,包括一组外引物和一组内引物,所述外引物和内引物的核苷酸序列如下:
外引物F3:5'-CAGTACTGTTAAGTATGATATTGTG-3';
外引物B3:5'-GAGGGCTCTTGCTCAAAC-3';
内引物FIP:5'-CAGCACATGCAGAATCATATTCCATCTGCTCATATATATGCAGGGC-3';
内引物BIP:5'-GAAGAGGAGACAGAATCCTCAGCGGATGTGCATTCATTGGTTTC-3';
2)提取样品总DNA,利用步骤1)设计的引物进行LAMP扩增;
3)对扩增产物进行检测。
4.如权利要求3所述非洲猪瘟病毒的LAMP非诊断目的检测方法,其特征在于,所述LAMP扩增反应的程序为:DNA经95℃预变性5min,向预变性的DNA中加入上述除DNA以外的反应体系,再将其放置于63℃反应45min,然后于80℃作用10min后终止反应。
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