CN111073986A

CN111073986A - 沙门氏菌的快速恒温检测方法、引物组及应用

Info

Publication number: CN111073986A
Application number: CN202010017854.6A
Authority: CN
Inventors: 李园园; 李雪玲; 刘伟; 韦朝春; 贾犇; 陆长德; 李亦学
Original assignee: SHANGHAI CENTER FOR BIOINFORMATION TECHNOLOGY
Current assignee: Shanghai Institute Of Biomedical Technology
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: CN111073986B; CN106367493A; CN106367493B

Abstract

本发明公开了一种针对沙门氏菌的快速恒温检测方法、引物组及试剂盒。所述方法为：从待测样品中提取基因组DNA；以所述基因组DNA为模板，以能扩增沙门氏菌特异性序列的引物组为引物，在酶反应体系下进行恒温扩增反应；通过判断反应结果是否为阳性，确定待测样品中是否存在沙门氏菌。本发明检测方法具有高灵敏度和高特异性，检测时间短，结果判定简单，操作便捷，成本低，具广泛应用前景。

Description

沙门氏菌的快速恒温检测方法、引物组及应用

本申请是2016年8月30日提交的、申请号为201610767608.6、发明名称为：“快速恒温检测沙门氏菌的方法、引物及应用”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种快速恒温检测沙门氏菌的方法、引物及试剂盒。

背景技术

沙门氏菌(Salmonella spp.)是一类革兰氏染色阴性杆菌，主要栖息于人和动物的肠道中，由粪便排出体外，并通过被污染的水和食物进一步传播，能引起人胃肠炎、伤寒和副伤寒等症状。近年来，沙门氏菌在全球范围内引起的危害呈不断上升趋势，是公共卫生领域的重要致病菌。因此，对于该菌的检测和预防都具有重要意义。

传统沙门氏菌检测方法由于检测周期较长，操作相对复杂，检测效率较低，难以满足现代社会对于食源性致病菌检测过程高通量、高灵敏度、高特异性、快速、便捷的要求。近年来随着核酸分子检测技术的发展，研究人员陆续开发出了PCR和荧光PCR技术的检测手段，但是这两种方法都需要专门的检测仪器，因此，并不适合广泛应用于基层检测部门尤其是企业生产线内部进行的实时实地检测。为了确保食品安全，急需快速、简单、准确的方法来检测食品中的沙门氏菌。

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是近年来发展起来的一种新型恒温核酸扩增方法，该法针对靶序列的6个区域设计4条特异性引物(包括上下游外引物F3和B3以及上下游内引物FIP和BIP，其中FIP由F1C和F2组成，BIP由B1C和B2组成)，利用一种具有链置换活性的DNA聚合酶，在恒温条件保温约60min，即可完成核酸扩增反应，产生肉眼可见的反应副产物-白色焦磷酸镁沉淀(见文献Notomi T,OkayamaH,Masubuchi H,Yonekawa T,Watanabe K,Amino N,Hase T.Loop-mediated isothermalamplification of DNA,Nucleic Acids Research,2000Jun 15；28(12):E63)。该技术具有不需要PCR仪或荧光定量PCR仪、恒温下即可完成，肉眼即可判断反应结果，以及灵敏度高、特异性强、反应时间短、操作便捷、成本低等优点。

引物设计是LAMP技术中最为关键的一步，常规做法是将某待检测生物的公认的特异性基因导入LAMP引物设计的在线网站(http://primerexplorer.jp/e)，设定相关参数生成引物组。也就是说，用户首先必须确保该靶基因为待测物种的特异序列。以发明专利ZL201110026963.5和ZL201110433262.3为例，它们分别针对文献报道的沙门氏菌的特异基因——fimY基因和invA基因，采用LAMP技术进行沙门氏菌检测。然而，所谓“公认的特异性基因”往往基于滞后的知识，并未基于不断增长的微生物基因组数据进行必要的更新，导致基于该靶基因序列获得的引物在实际应用中不一定能确保其通用性和/或特异性。本发明用表1展示了现有技术中存在的通用性不能确保的问题。也就是说，现有技术方法中所使用的沙门氏菌检测序列实际上并非沙门氏菌所共有，即，有可能漏检沙门氏菌的部分菌株。类似的问题也存在于特异性的确认，即，有可能将非沙门氏菌错误地认定为沙门氏菌。因此，行业内亟需一种能够确保特异性和通用性的沙门氏菌检测方法，同时满足基层检测部门对快速、便捷的需求，能够方便地在企业生产线内部开展实时实地检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有LAMP技术引物设计中存在的引物通用性和特异性不足的缺陷，充分利用目前公共数据资源中丰富的微生物基因组序列信息以及相应的序列分析工具，设计用于特异性识别沙门氏菌的引物组，并在此基础上形成高灵敏度、高特异性检测试剂盒。本发明基于GenBank数据库中的微生物基因组数据资源(截至2013年8月5日数据)进行沙门氏菌LAMP引物的设计，提供了一种快速恒温扩增检测沙门氏菌的方法、引物组及试剂盒。采用本发明的检测方法检测沙门氏菌，具有高灵敏度和高特异性，检测时间短，结果判定简单，操作便捷，成本低的优点。

本发明提出一种快速检测沙门氏菌菌株的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)从待测样品中提取基因组DNA；

(2)以所述基因组DNA为模板，以能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组为引物，在酶反应体系下，进行恒温扩增反应；

(3)通过判断反应结果是否为阳性，确定待测样品中是否存在沙门氏菌。

本发明恒温检测沙门氏菌菌株的方法，从待测样品中提取基因组DNA，以其为模板，以沙门氏菌特异性扩增引物组为引物，进行恒温扩增反应，然后，通过判断反应结果是否为阳性，确定待测样品中是否存在沙门氏菌。其中，所述酶反应体系包括但不限于DNA聚合酶反应体系。

本发明中，所述沙门氏菌基因组特异性碱基序列为GI号为194447306的沙门氏菌的4188946～4189180bp位序列。

本发明中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组为所述基因组(GI号为194447306)的4188946～4189180bp位的核酸序列的一部分或其互补链的一部分。其中，所述沙门氏菌基因组特异性碱基序列是指仅为沙门氏菌基因组所特有的，而其它微生物基因组所不包含的碱基序列。

其中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异碱基序列的引物组包括但不限于引物组A，或选自与该引物组序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组之任意一组。

引物组A：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’(SEQ ID NO：1)；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’(SEQ ID NO：2)；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’(SEQ IDNO：3)；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’(SEQ IDNO：4)。

本发明中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异碱基序列的引物组还可以包括与前述各引物组序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组，该引物组包括但不限于以下引物组B：

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’(SEQ ID NO：5)；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’(SEQ ID NO：6)(与引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’同源性73.7％)；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’(SEQ IDNO：7)；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’(SEQID NO：8)。

本发明方法中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组可以包含但不限于一条环引物。优选地，所述环引物是一条，包括环引物LF或LB。所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自以下引物组A’，B’之任意一组；或与所述引物组A’，B’序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组之任意一组：

引物组A’：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’；

上游环引物LF_A：5’-CGGTAAAATCAGCGTCCTGA-3’(SEQ ID NO：9)；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’(SEQ ID NO：10)。

本发明方法中，在一具体实施方案(含环引物)中，所述恒温扩增的酶反应体系为：1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液，2-9mmol/L Mg²⁺(MgSO₄或MgCl₂)，1.0-1.6mmol/L dNTP，0.8-2.0μmol/L的FIP和BIP引物，0.15-0.3μmol/L的F3和B3引物，0.4-1.0μmol/L的LF或LB引物，0.16-0.64U/μL Bst DNA聚合酶和0-1.5mol/L甜菜碱。在另一具体实施方案(不含环引物)中，所述恒温扩增的酶反应体系为：1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液，2-9mmol/L Mg²⁺(MgSO₄或MgCl₂)，1.0-1.6mmol/L dNTP，0.8-2.0μmol/L的FIP和BIP引物，0.15-0.3μmol/L的F3和B3引物，0.16-0.64U/μL Bst DNA聚合酶和0-1.5mol/L甜菜碱。环引物有助于提高反应效率。例如，1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液可以选用1×Thermopol反应缓冲液，包含20mmol/L Tris-HCl(pH8.8)，10mmol/L KCl，10mmol/L(NH4)₂SO4，0.1％Triton X-100，2mMMgSO₄。1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液中的MgSO₄和酶反应体系中的镁离子Mg²⁺做合并处理。

本发明方法中，所述恒温扩增反应的反应程序为①60～65℃孵育10～90min，优选地为10～60min；②80℃终止反应2～20min。本发明不限制通过其他适宜反应程序来实现本发明检测方法。

本发明方法中，检测方法包括但不限于电泳检测、浊度检测或显色检测等。所述电泳检测，优选为凝胶电泳检测法，可以是琼脂糖凝胶，也可以是聚丙烯酰胺凝胶。电泳检测结果中，如电泳图呈现特征性阶梯状条带，则待测样品呈沙门氏菌阳性，含有沙门氏菌；如电泳图不呈现特征性阶梯状条带，则待测样品呈沙门氏菌阴性。所述浊度检测，是用肉眼观察或浊度仪检测浊度，检测管出现明显混浊，则待测样品呈沙门氏菌阳性，含有沙门氏菌；如未见混浊，则待测样品为沙门氏菌阴性。也可以经离心后肉眼观察反应管底是否有沉淀，若反应管底有沉淀，则待测样品呈沙门氏菌阳性，含有沙门氏菌；如反应管底没有沉淀，则待测样品呈沙门氏菌阴性。

所述显色检测，是在反应管中加入显色剂，包括但不限于钙黄绿素(50μM)或SYBRGreen I(30-50×)，或羟基萘酚蓝(即HNB，120-150μM)。当采用钙黄绿素或SYBR Green I作为显色剂时，如反应后颜色为橙色，则待测样品为沙门氏菌阴性；如反应后颜色为绿色，则待测样品为沙门氏菌阳性，含有沙门氏菌。当采用羟基萘酚蓝作为显色剂时，如反应后颜色为紫罗兰色，则待测样品为沙门氏菌阴性；如反应后颜色为天蓝色，则待测样品为沙门氏菌阳性。所述显色检测，除了上述通过肉眼观察反应结果外，也可以通过检测仪器进行实时或终点检测反应结果，通过合理的设定阴性反应的阈值，当待测样品反应的结果低于或等于该阈值时，则待测样品为沙门氏菌阴性；当待测样品反应的结果大于该阈值时，则待测样品为沙门氏菌阳性。所述检测仪器包括但不限于荧光分光光度计、荧光定量PCR仪、恒温扩增微流控芯片核酸分析仪和Genie II等温扩增荧光检测系统等。

所述显色检测中，若采用钙黄绿素或羟基萘酚蓝作为显色剂，可以在恒温扩增反应之前加入，也可以在恒温扩增反应完成之后加入，优选地为恒温扩增反应之前加入，可以有效的减少反应污染的可能性。若采用SYBR Green I作为显色剂，则在恒温扩增反应完成之后加入。若采用钙黄绿素作为显色剂，则在酶反应体系中加入50μM钙黄绿素的同时，加入0.6-1mM[Mn²⁺]，例如，0.6-1mM的MnCl₂。

本发明还提供了用于恒温检测沙门氏菌菌株的方法中的引物。所述引物包括能扩增沙门氏菌基因组特异碱基序列的引物组，其包括但不限于，所述引物的序列为GI号为194447306的沙门氏菌基因组的4188946～4189180bp位的核酸序列的一部分或其互补链的一部分。

其中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自以下各引物组之任意一组，或选自与所述各引物组序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的任一引物组。其中，所述引物组包括但不限于以下引物组A。所述与前述引物组序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组包括但不限于以下引物组B。

引物组A：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’；

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’。

本发明用于所述恒温检测沙门氏菌方法中的引物中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组还可以包含但不限于一条环引物；优选地，所述环引物是一条，包括LF或LB。所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自以下引物组A’，B’之任意一组；或选自与所述引物组A’，B’序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组之任意一组：

引物组A’：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’；

上游环引物LF_A：5’-CGGTAAAATCAGCGTCCTGA-3’；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’。

本发明还提供一种用于上述恒温检测沙门氏菌菌株方法中的试剂盒，其包括所述能扩增沙门氏菌基因组特异碱基序列的引物组。本发明试剂盒中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组，包括但不限于以基因组(GI号:194447306)的4188946～4189180bp位的核酸序列的一部分或其互补链的一部分作为所述引物序列；所述引物包括但不限于所述引物组A等。还包括但不限于以与前述引物序列或其互补链序列中单条序列同源性为73.7％及以上的引物组作为引物；包括但不限于引物组B等。

本发明试剂盒中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组可以包含但不限于一条环引物；环引物作为可选组分。优选地，所述环引物是一条，包括LF或LB。包含环引物LF或LB的引物组包括但不限于引物组A’，B’等。在具体实施方案中，本发明试剂盒中可以包含0.4-1.0μmol/L的LF或LB环引物。在一具体实施方案中，引物组的序列分别为FIP、BIP、F3、B3、LF或FIP、BIP、F3、B3、LB所示的引物、或与前述序列或其互补链序列单条引物同源性为73.7％及以上的引物。

本发明试剂盒中，还包括Bst DNA聚合酶缓冲液、Bst DNA聚合酶、dNTP溶液、Mg²⁺(MgSO₄或MgCl₂)和甜菜碱中的一种或多种。在一具体实施方案中，本发明试剂盒酶反应体系包含1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液，2-9mmol/L Mg²⁺(MgSO₄或MgCl₂)，1.0-1.6mmol/LdNTP，0.8-2.0μmol/L的FIP和BIP引物，0.15-0.3μmol/L的F3和B3引物，0.16-0.64U/μL BstDNA聚合酶和0-1.5mol/L的甜菜碱。例如，1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液可以选用1×Thermopol反应缓冲液，包含20mmol/L Tris-HCl(pH 8.8)，10mmol/L KCl，10mmol/L(NH4)₂SO4，0.1％Triton X-100，2mM MgSO₄。1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液中的MgSO₄和酶反应体系中的镁离子Mg²⁺做合并处理。

本发明试剂盒中，还包含阳性对照模板。在一具体实施方案中，所述阳性对照模板包括但不限于沙门氏菌的全基因组DNA、部分基因组DNA，或包含沙门氏菌全基因组DNA或部分基因组DNA的载体。

本发明试剂盒中，还包含阴性对照模板，所述阴性对照模板包括但不限于双蒸水。

本发明试剂盒中，还包含显色剂，显色剂包括但不限于钙黄绿素，SYBR Green I或羟基萘酚蓝。当显色剂为钙黄绿素时，试剂盒中还包含[Mn²⁺]，例如，MnCl₂。

本发明试剂盒中，还包含双蒸水。

本发明试剂盒中，还包含核酸抽提试剂。

本发明还提出了一种载体，所述载体包含选自引物组A、B、A’、B’之任意一组引物。该载体由于包含了具有沙门氏菌特异性的DNA序列，因此可应用于微生物分类学、比较基因组学、进化等研究领域，以及微生物检测等应用领域。该载体可以是但不限于质粒载体(如pBR322、pUC18、pUC19、pBluescript M13、Ti质粒等)、病毒载体(如λ噬菌体等)和人造染色体载体(如细菌人造染色体BAC、酵母人造染色体YAC等)。例如，包含引物组A之任意一条引物的载体pBR322-A、包含引物组B之任意一条引物的载体pBR322-B、……包含引物组B’之任意一条引物的载体pBR322-B’等。包含引物组A之任意一条引物的载体λ噬菌体-A、包含引物组B之任意一条引物的载体λ噬菌体-B、……包含引物组B’之任意一条引物的载体λ噬菌体-B’等。

本发明还提出了选自引物组A、B、A’、B’之任意一组的引物在恒温检测沙门氏菌中的应用。

本发明还提出了所述试剂盒在恒温检测沙门氏菌中的应用。

本发明还提出了所述载体在恒温检测沙门氏菌中的应用。

本发明为食品安全检测技术领域提供了一种简单快速灵敏的检测沙门氏菌的方法、引物/引物组、检测试剂/试剂盒，对我国的食品安全具有较大意义。本发明有益效果包括：采用本发明沙门氏菌检测方法具有特异性强、灵敏度高、检测时间短、结果判定简单、操作便捷、成本低等优点。与目前常用检测方法相比，本发明采用的恒温扩增法，可以在恒温条件下进行，只需采用简单的恒温装置，不需要PCR实验中的昂贵仪器，不需要对扩增产物进行电泳检测等步骤，因而，非常适于广泛应用于社会各界包括基层食品安全检测部门推广使用，即使在分子生物学专业知识和技能基础相对不足的环境下也可充分应用。基于本领域常识可将上述各优选条件进行任意组合，均属本发明保护范围。

附图说明

图1表明本发明实施例7沙门氏菌恒温检测方法的特异性。

图2表明本发明实施例8沙门氏菌检测方法的灵敏度。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

实施例1-6沙门氏菌恒温反应体系和检测方法

按照以下(1)～(3)步骤进行检测：

(1)基因组DNA的提取

用于检测的沙门氏菌菌种来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，编号CICC10420。取1mL细菌培养物使用北京天根生物工程公司的细菌核酸提取试剂盒提取基因组DNA，DNA OD₂₆₀/OD₂₈₀为1.8，浓度为408ng/μL。

(2)以待测沙门氏菌基因组DNA为模板，分别采用自配的试剂盒(见表2，表3)，并按照表3中所述条件，配制反应体系，以沙门氏菌特异性扩增引物组为引物，进行恒温扩增反应。实施例1～6中的引物分别为引物组A，A，A’，B，B’，B’。

(3)按照表3中所述条件，通过电泳检测、浊度检测或显色检测，进行扩增结果确认。

由表3可以看出，本发明检测方法及其所采用的引物组及反应体系能够很好地对沙门氏菌特异性片段进行扩增并得到检测结果。此外，当采用检测仪进行检测时，缩短反应时间至10min时也有很好的检测效果(如实施例6)。因此，本发明可以应用于检测样本中是否含有沙门氏菌。

实施例7沙门氏菌特异性检测

收集非沙门氏菌26株(表4和图1中的1～9和14～30)，将这些菌株与沙门氏菌菌株(表4和图1中的10～13)分别进行培养，取1mL菌液，采用试剂盒IA，提取细菌DNA，并参照实施例1的反应体系和条件，分别进行LAMP扩增(引物组为A)和加入显色剂观察。

其检测结果如表4和图1所示，图1中，1～9分别为金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌金黄亚种、表皮葡萄球菌、马红球菌、蜡状芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、单核增生李斯特菌、英诺克李斯特菌、伊氏李斯特菌，14～30分别为痢疾志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、福氏志贺氏菌、大肠埃希氏菌(含肉毒梭菌A型基因)、致病性大肠埃希氏菌、致泻大肠埃希氏菌、产肠毒素大肠埃希氏菌、肠产毒性大肠埃希氏菌、出血性大肠埃希氏菌、阪崎克罗诺肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌、创伤弧菌、副溶血弧菌、弗氏弧菌、霍乱弧菌O1群和宋氏志贺氏菌，NTC：阴性对照，10～13分别为肠沙门氏菌肠亚种、肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌。图1中，仅有沙门氏菌菌株扩增反应后的产物呈现为亮绿色，为阳性结果，如第10～13号管所示。而其他非沙门氏菌菌株及阴性对照扩增反应后的产物均呈现为橙色，为阴性结果，如第1～9和14～30号管以及NTC阴性对照管所示。

由图1和表4结果可以看出，本发明检测试剂盒及检测方法具有良好的沙门氏菌菌株特异性，即，只有沙门氏菌菌株扩增阳性，其他非沙门氏菌菌株为阴性。

配制检测试剂盒，试剂盒中采用的引物分别为引物组B，引物组A’，引物组B’，按上述特异性检测方法，分别得到同样的检测结果，即，非沙门氏菌菌株及阴性对照扩增反应后的产物为阴性结果，沙门氏菌菌株扩增反应后的产物为阳性结果。

此外，按照表1中所述方法，分别对引物组A～B，引物组A’～B’的特异性进行理论分析，结果发现，在各条引物最多允许2个错配的情况下，各引物组最多同时有两条引物比对到非沙门氏菌菌上，表明各引物组的特异性均较好。

实施例8灵敏度检测

按实施例2的方法提取细菌CICC10420的DNA，采用试剂盒IIB，并按照50pg、5pg、500fg、50fg和5fg DNA梯度加入反应体系，其他反应条件参照表3实施例2的方法分别进行LAMP扩增(引物组为A)和加入显色剂观察。如图2所示，1-5分别为50pg、5pg、500fg、50fg和5fg，NTC：阴性对照。图2中50pg处理的反应产物呈现为亮绿色，为阳性结果，5pg、500fg、50fg和5fg处理和阴性对照的反应产物呈现为橙色，为阴性结果。检测结果表明，每个反应管中最低含50pg(约相当于10⁴个细菌)的DNA时可被检出。

按上述检测方法，其他步骤及条件同上，分别用引物组B，引物组A’～B’，每个反应管中低至50pg～500fg的DNA可被检出。

实施例9通用性检测

按照实施例7的方法，对肠沙门氏菌肠亚种、肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌(表4和图1中的10～13)分别进行培养和提取DNA，并进行LAMP扩增(引物组为A)，检测结果如表4和图1所示，四种沙门氏菌株扩增反应后的产物均呈现为亮绿色，为阳性结果，表明该引物组的通用性较好。

配制检测试剂盒，试剂盒中采用的引物分别为引物组B，引物组A’，引物组B’，按上述通用性检测方法，分别得到同样的检测结果，即四种沙门氏菌株扩增阳性，表明各引物组的通用性较好。

按照表1中所述方法，分别对引物组A～B，引物组A’～B’的通用性进行理论分析，结果发现，各引物组的引物区域与38个沙门氏菌菌株的完全匹配，理论上可以用于上述38个沙门氏菌菌株的检测，表明各引物组的通用性均较好。

表1沙门氏菌的现有检测方法中引物的通用性和特异性分析

注：a)将专利中引物F3和B3间的序列与沙门氏菌的38个GI菌株的全基因组序列进行Bowtie比对，确定检测区域在基因组中的位置；将检测区域序列在公共数据库资源中进行Blast比对，引物区域完全匹配为通用性好。b)将检测区域序列在公共数据库资源中进行Blast比对，引物区域匹配程度越高，特异性越差；若引物不能同时比对到非沙门氏菌株上，表明特异性好。

表2恒温检测沙门氏菌的试剂盒种类及主要组成成分

表3实施例1-6本发明恒温检测沙门氏菌的方法中的反应条件及检测结果

表4试验所用菌株及检测结果

注：a)CGMCC：中国普通微生物菌种保藏中心，CICC：中国工业微生物菌种保藏管理中心，CMCC：中国医学细菌菌种保藏管理中心。b)+：阳性结果，-：阴性结果。

<110> 上海生物信息技术研究中心

<120> 沙门氏菌的快速恒温检测方法、引物组及应用

<160> 10

<210> 1

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

aggctttaaa aaggccatg 19

<210> 2

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

taacgaacac taacagcag 19

<210> 3

<211> 40

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

ttttcgcttc gccttgctta atgccaaaca ggataaaacc 40

<210> 4

<211> 40

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

aggaagacgc taaaagccaa cgctaaaacc gatatcaaac 40

<210> 5

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

aaaaactcgg ttccatcg 18

<210> 6

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 6

aacactaaca gcagttcg 18

<210> 7

<211> 40

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 7

gactggtttt atcctgtttg gcgcgtctat caaaggcttt 40

<210> 8

<211> 42

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 8

gctaaatcta tcgcggataa gcaacggatt atacctgctc tt 42

<210> 9

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 9

cggtaaaatc agcgtcctga 20

<210> 10

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 10

ggcgaagcga aaaaggaaga 20

Claims

1.一种针对沙门氏菌的快速恒温检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从待测样品中提取基因组DNA；

(2)以所述基因组DNA为模板，以能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组作为引物，在酶反应体系下进行恒温扩增反应；

(3)通过判断反应结果是否为阳性，确定待测样品中是否存在沙门氏菌；

其中，所述沙门氏菌基因组特异性碱基序列为GI号为194447306的沙门氏菌基因组的4188946～4189180bp位序列；

其中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自引物组B或B’；

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’(SEQ ID NO：5)；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’(SEQ ID NO：6)；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’(SEQ ID NO：7)；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’(SEQ IDNO：8)；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’(SEQ ID NO：10)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酶反应体系包括：1×BstDNA聚合酶反应缓冲液，2-9mmol/L Mg²⁺，1.0-1.6mmol/L dNTP，0.8-2.0μmol/L的FIP和BIP引物，0.15-0.3μmol/L的F3和B3引物，0.16-0.64U/μL Bst DNA聚合酶，0-1.5mol/L的甜菜碱，包括或不包括0.4-1.0μmol/L的LF或LB引物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒温扩增反应的反应程序为：①60～65℃孵育10～90min；②80℃终止反应2～20min。

4.用于针对沙门氏菌的快速恒温检测的引物，其特征在于，所述引物包括能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组，其序列为GI号为194447306的沙门氏菌基因组的4188946～4189180bp位的核酸序列的一部分或其互补链的一部分；

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’(SEQ ID NO：5)；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’(SEQ ID NO：6)；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’(SEQ ID NO：10)。

5.一种针对沙门氏菌的快速恒温检测试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组；其中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自引物组A、A’、B、B’之任意一组；

引物组A：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’(SEQ ID NO：1)；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’(SEQ ID NO：2)；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’(SEQ ID NO：3)；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’(SEQ ID NO：4)；

引物组A’：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’；

上游环引物LF_A：5’-CGGTAAAATCAGCGTCCTGA-3’(SEQ ID NO：9)；

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’(SEQ ID NO：5)；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’(SEQ ID NO：6)；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’(SEQ ID NO：10)。

6.如权利要求5所述的试剂盒，其特征在于，其还包括Bst DNA聚合酶反应缓冲液、BstDNA聚合酶、dNTP溶液、Mg²⁺、甜菜碱中的一种或多种。

7.一种针对沙门氏菌的快速恒温检测试剂盒，其特征在于，所述试剂盒的酶反应体系包括：1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液，2-9mmol/L Mg²⁺，1.0-1.6mmol/L dNTP，0.8-2.0μmol/L的FIP和BIP引物，0.15-0.3μmol/L的F3和B3引物，包括或不包括0.4-1.0μmol/L的LF或LB引物，0.16-0.64U/μL Bst DNA聚合酶，和0-1.5mol/L的甜菜碱。

8.一种载体，其特征在于，所述载体包含能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组；其中，所述能扩增沙门氏菌基因组特异性碱基序列的引物组选自引物组A、A’、B、B’之任意一组；

引物组A：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’(SEQ ID NO：1)；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’(SEQ ID NO：2)；

引物组A’：

上游外引物F3_A：5’-AGGCTTTAAAAAGGCCATG-3’；

下游外引物B3_A：5’-TAACGAACACTAACAGCAG-3’；

上游内引物FIP_A：5’-TTTTCGCTTCGCCTTGCTTAATGCCAAACAGGATAAAACC-3’；

下游内引物BIP_A：5’-AGGAAGACGCTAAAAGCCAACGCTAAAACCGATATCAAAC-3’；

上游环引物LF_A：5’-CGGTAAAATCAGCGTCCTGA-3’(SEQ ID NO：9)；

引物组B：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’(SEQ ID NO：5)；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’(SEQ ID NO：6)；

引物组B’：

上游外引物F3_B：5’-AAAAACTCGGTTCCATCG-3’；

下游外引物B3_B：5’-AACACTAACAGCAGTTCG-3’；

上游内引物FIP_B：5’-GACTGGTTTTATCCTGTTTGGCGCGTCTATCAAAGGCTTT-3’；

下游内引物BIP_B：5’-GCTAAATCTATCGCGGATAAGCAACGGATTATACCTGCTCTT-3’；

下游环引物LB_B：5’-GGCGAAGCGAAAAAGGAAGA-3’(SEQ ID NO：10)。

9.引物在恒温检测沙门氏菌中的应用，其特征在于，所述引物为如权利要求4所述的引物。

10.如权利要求5～7之任一项所述的试剂盒或如权利要求8所述的载体在恒温检测沙门氏菌中的应用。