CN111471801A - 检测tc07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定量pcr试剂盒及其应用 - Google Patents

检测tc07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定量pcr试剂盒及其应用 Download PDF

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陈淑琴
张小荣
张成成
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Abstract

本发明公开了一种定量检测TC07‑2型鸡传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)的反转录‑实时荧光定量PCR(RT‑qPCR)试剂盒及其应用。该试剂盒包括用于检测TC07‑2型IBV的引物和探针,其中上游引物序列如SEQ ID NO.8所示,下游引物序列如SEQ ID NO.9所示,荧光探针序列如SEQ ID NO.10所示,所述荧光探针5和3’端分别标记6‑FAM基团和MGB基团。本发明定量准确,检测速度快,特异性强,灵敏度高,可鉴别检测TC07‑2型与其他基因型的IBV毒株,对TC07‑2型IBV的感染监测具有重要意义。

Description

检测TC07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定 量PCR试剂盒及其应用
技术领域
本发明属于生物检测技术领域,本发明涉及一种检测TC07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试剂盒及其应用。
背景技术
鸡传染性支气管炎(Infectious bronchitis,IB)是一种由传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)引起的急性、高度接触性传染病。该病毒在世界范围内广泛分布,主要侵害鸡的呼吸系统、消化系统及泌尿生殖系统,幼鸡以呼吸困难、咳嗽等呼吸道症状为主;产蛋鸡通常发生产蛋量下降、蛋品质降低,严重时可引起雏母鸡输卵管发育不良;肉鸡则出现生长缓慢,饲料报酬降低。自20世纪30年代首次报道以来,该病在世界范围内广泛流行,给各国养禽业带来严重的经济损失。
IBV属于冠状病毒科冠状病毒属中的γ冠状病毒,其基因组为不分节段的单股正链RNA。大量研究表明,IBV易发生基因突变,导致IBV不时出现新的基因型并引起不同毒株之间存在较大的抗原差异,使病毒检测和免疫预防日益复杂化。为有效控制本病的流行,加强病毒感染的监测,科研人员开发建立了大量的血清学、分子生物学等检测方法,但这些方法普遍存在无法区分不同血清型IBV感染的不足,达不到鉴别诊断的要求,尤其是针对新出现的一些血清型的毒株,更是缺乏有效鉴别诊断的方法。实时荧光定量PCR技术具有灵敏度高、特异性强、反应速度快、重复性好的优点,通过设计型特异性引物和探针,可以快速、准确地区分不同血清型病毒的感染,达到鉴别诊断的目的。
TC07-2型IBV也被称为GVI-1型(Valastro V,et al.S1 gene-based phylogenyof infectious bronchitis virus:An attempt to harmonize virusclassification.Infect Genet Evol,2016,39:349-364.),自2007年中国首次报道TC07-2型IBV以来,该型病毒在我国的流行范围迅速扩大。根据国内多个研究团队对临床发病鸡群IBV流行病学监测结果显示TC07-2型IBV分离率目前已经位居第三,说明该型病毒感染所产生的危害日趋严重,应当引起足够重视。因此,本发明旨在提供一种定量检测TC07-2型IBV的RT-qPCR试剂盒,为监测可能出现的TC07-2型IBV的流行提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种可定量检测TC07-2型IBV的RT-qPCR试剂盒。
本发明的难点在于选择的引物和探针结合位点既要在不同基因型IBV毒株间具有较大的差异,以达到特异性区分不同基因型毒株的目的,而且相应序列的碱基组成、Tm值等条件还必须同时满足qPCR引物和探针设计的要求。
为了达到上述目的,本发明采用了以下技术手段:
本发明的一种定量检测TC07-2型IBV的RT-qPCR试剂盒,该试剂盒包括用于检测TC07-2型IBV的探针和引物。其特异性引物的序列分别为:上游引物TC07-2/F序列为5’-TAATCAGAGTGGGGCTCAACCT-3’(SEQ ID NO.8);下游引物TC07-2/R序列为5’-ACCAGGAACAGCACTAATCTGTTG-3’(SEQ ID NO.9);荧光探针TC07-2/Probe序列为5’-TCAAAAGGAACCTTCACC-3’(SEQ ID NO.10),所述探针5’端标记荧光报告基团为6-FAM,3’端标记荧光淬灭基团为MGB。
其中,优选的,所述的试剂盒中还包括2×qPCR Probe Master Mix、ddH2O和阳性标准品。
其中,优选的,所述的TC07-2型IBV CK/CH/JX/2018/1株由扬州大学畜禽传染病学重点开放实验室保存(李敏.检测传染性支气管炎病毒的夹心ELISA方法的建立.扬州大学硕士学位论文,2019.)。
其中,优选的,所述的阳性标准品是含有TC07-2型IBV CK/CH/JX/2018/1株S1基因片段的质粒,所述质粒是用权利要求1中所述的引物从CK/CH/JX/2018/1株基因组反转录产物产生的cDNA模板上扩增获得的特异性片段连接到pEasyT3载体(北京全式金生物技术有限公司,产品编号:CT301)上得到的。
其中,优选的,使用所述的用于定量检测TC07-2型IBV时,按照以下步骤进行:
(1)提取样品的RNA;
(2)标准曲线的建立
将阳性标准品质粒从109拷贝/μL到101拷贝/μL梯度稀释作为模板,以权利要求1中所述的引物和探针进行荧光定量PCR扩增,用于建立标准曲线;
(3)将步骤(1)中提取的RNA反转录为cDNA;
(4)以步骤(3)中的cDNA为模板,以权利要求1中所述的引物和探针进行荧光定量PCR扩增;
(5)PCR反应过程中自动检测、采集荧光信号,根据标准曲线对待检样本中的病毒含量进行定量,对数据进行处理和分析。
其中,优选的,荧光定量PCR的反应体系为20μL,包括以下组分:0.4μL上游引物、0.4μL下游引物、0.2μL荧光探针、10μL 2×qPCR Probe Master Mix、2μL cDNA模板和7μLddH2O。
其中,优选的,RT-qPCR的反应条件为:95℃5min;95℃10s、60℃30s,40个循环。
相较于现有技术,本发明的有益效果是:
传染性支气管炎给各国养禽业带来严重危害,IBV的突变和不同毒株间的重组使得新的基因型不断出现,且IBV不同基因型之间抗原差异性较大,给IBV的监控和疫苗研制带来严峻挑战。根据国内多个研究团队的流行病学监测结果显示,TC07-2型IBV的分离率目前在国内已经升至第三位,但现有普通RT-PCR方法、RT-qPCR方法等均不能实现对TC07-2型IBV同其它基因型鉴别检测,通常需要通过S1基因测序和遗传进化分析才能对分离毒株进行准确定型,操作繁琐且周期较长,无法满足生产一线快速诊断和毒株分型的需求。
本试剂盒使用特异性荧光探针和引物,具有高度的特异性,可将TC07-2型IBV与其它基因型IBV毒株鉴别开来;灵敏度良好,可检测低至101拷贝/μL的病毒量;批内和批间重复性实验结果显示,本试剂盒可重复性良好,可对病毒实现准确定量。本试剂盒的发明对TC07-2型IBV的监测以及病毒早期感染的诊断分析方面有重大意义,且操作简单,反应迅速,在实践和推广上具有巨大潜力。
附图说明
图1为不同基因型IBV代表毒株S1基因比对分析结果和引物、探针结合位置示意图。
图2为IBV S1基因片段的扩增,以TC07-2型IBVCK/CH/JX/2018/1株基因组cDNA为模板,使用试剂盒中所述引物进行常规RT-PCR扩增,扩增产物用琼脂糖凝胶电泳检测,M为DL2000 DNA Marker,1泳道为PCR扩增S1基因片段,2泳道为阴性对照;
图3为TC07-2型IBVRT-qPCR的标准曲线(A)及敏感性实验结果(B)。
具体实施方式
为使本试剂盒的目的、使用方法和有益效果更加清楚,下面将结合具体实施例来对本试剂盒作进一步的说明。以下实施例中所用材料和实验方法如无特殊说明,均可从常规途径获得。
实施例1:TC07-2型IBVRT-qPCR检测方法的建立
1、引物和探针的设计
首先选择目前在中国流行的IBV主要基因型代表毒株和主要使用的IBV疫苗株对其S1基因序列(IBV基因组中变异程度最高的基因,也是决定IBV基因型的基因)进行序列比对,确定在不同基因型间序列差异较大的区域,然后根据qPCR引物和探针设计的基本原则进行引物和探针的设计,最后将设计出的引物和探针通过在线Blast程序(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)进行比对分析,以确保设计出的引物和探针具有良好的型特异性。用于序列分析的IBV毒株信息见表1。
表1不同基因型IBV代表毒株信息
Figure BDA0002513044250000041
检测TC07-2型IBV的特异性引物TC07-2/F、TC07-2/R和荧光探针TC07-2/Probe序列及其对应于TC07-2型IBV S1基因序列的碱基位置见表2,所述探针5’端标记荧光报告基团为6-FAM,3’端标记荧光淬灭基团为MGB。
不同基因型IBV代表毒株S1基因比对分析结果和引物、探针结合位置示意图见图1。
表2荧光定量PCR引物和探针序列
Figure BDA0002513044250000042
2、荧光定量PCR反应体系和反应条件
荧光定量PCR的反应体系为20μL,包括以下组分:0.4μL上游引物(10μmol)、0.4μL下游引物(10μmol)、0.2μL荧光探针(10μmol)、10μL 2×qPCR Probe Master Mix、2μL cDNA模板和7μL ddH2O。反应条件为95℃5min;95℃10s、60℃30s,40个循环。
3、荧光定量PCR标准曲线的建立
用试剂盒中的特异性引物,以IBV的cDNA为模板扩增出相应片段连接到pEasyT3载体(北京全式金生物技术有限公司,产品编号:CT301)上用作阳性标准品,S1基因扩增产物电泳图见图2。使用紫外分光光度计对抽提的质粒进行浓度测定,并根据公式N=(C×10-9)/(M×660)×6.02×1023(C为标准品浓度,M为构建质粒的碱基数)计算质粒拷贝数。将质粒标准品10倍梯度稀释为109拷贝/μL到101拷贝/μL,在荧光定量PCR仪上扩增,得到标准曲线(如图3A)。
4、敏感性试验
以10倍梯度稀释的标准品作为模板,用本试剂盒进行检测,结果显示,荧光定量PCR的灵敏度可达到101拷贝/μL,在109拷贝/μL到101拷贝/μL范围内可得到良好的动力学曲线(如图3B)。
5、重复性试验
以10倍系列稀释的3个梯度的标准质粒为模板,分别进行组内和组间平行试验。组内平行试验方法是在一次PCR检测中,每个样品做3个重复;组间平行试验方法是每个样品做3次不同批次的检测。计算组内和组间变异系数,分析试验的可重复性。实验结果(见表3)显示,该荧光定量检测方法批内重复性实验的变异系数为1.06%~2.44%,批间重复性实验的变异系数为0.45%~2.29%,均小于3%,说明该方法具有良好的重复性与稳定性。
表3重复性试验结果
Figure BDA0002513044250000051
6、特异性试验
用于特异性试验测试的不同基因型毒株包括:TC07-2型(CK/CH/JX/2018/1株)、QX型(QXL87株)、TW I型(CK/CH/AH/2011/3株)、Mass型(H120株)、Mass型(Ma5株)、LDT3-A型(LDT3-A株)和793/B型(4/91株)等不同基因型IBV分离株和疫苗株。其中分离株CK/CH/JX/2018/1株和CK/CH/AH/2011/3株(李敏.检测传染性支气管炎病毒的夹心ELISA方法的建立.扬州大学硕士学位论文,2019.)由扬州大学农业部畜禽传染病学重点开放实验室保存。QXL87株、H120株、Ma5株、LDT3-A株和4/91株均为商品化疫苗毒株。QXL87株由扬州大学农业部畜禽传染病学重点开放实验室研制、保藏和提供(陈启稳.QX型鸡传染性支气管炎弱毒疫苗的研制.扬州大学硕士学位论文,2014.)。H120株、Ma5株、LDT3-A株和4/91株为将对应商品疫苗接种10日龄SPF鸡胚所获得的含毒鸡胚尿囊液,鸡传染性支气管炎活疫苗(H120株)为青岛易邦生物工程有限公司产品、鸡传染性支气管炎活疫苗(Ma5)株为英特威美国分公司产品、鸡传染性支气管炎活疫苗(LDT3-A株)为哈尔滨维科生物技术开发公司产品、鸡传染性支气管炎活疫苗(4/91株)为MSD公司产品。
分别从含有不同毒株的鸡胚尿囊液中提取总RNA,并以其其反转录获得的cDNA为模板利用本试剂盒进行荧光定量PCR反应,验证该方法的特异性,结果显示,本试剂盒能够特异性检测出TC07-2型IBV毒株,并且不与QX型、TW I型、Mass型、LDT3-A型、793/B型等其他基因型毒株发生交叉反应(见表4)。
表4特异性试验检测结果
Figure BDA0002513044250000061
SEQUENCE LISTING
<110> 扬州大学
<120> 检测TC07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定量PCR试剂盒及其
应用
<130>
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<170> PatentIn version 3.3
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<212> DNA
<213> 传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus)Ma5
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<211> 1620
<212> DNA
<213> 传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus)LDT3-A
<400> 6
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tggtcttgtc ctataacagg catgattcca cagggtcata ttcgcatttc tgcaatgaaa 420
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<211> 1617
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<213> 传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus)4/91
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gtagccatga cagtaccacc tgctggtatg tcttggtcag ttgcacagtt ttgtacagct 300
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ggatttttgt tttataattt aacagttagc gtatctaaat accctaaatt taaatcgctt 480
caatgtgttg gcaattctac atctgtctat ttaaatggtg atcttgtttt cacttctaat 540
gaaacaactc acgttacggg tgcaggcgtt tattttaaaa gtggtgggcc tgtaacttat 600
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attttatgtg ataactcacc tagaggtttg cttgcatgtc agtataacac tggtaatttt 720
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ggtgcatatg gtcttaatta ttataaggtt aatccctgtg aagatgttaa ccaacagttt 1500
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<213> 人工序列(manual sequence)
<400> 9
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<210> 10
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<212> DNA
<213> 人工序列(manual sequence)
<400> 10
tcaaaaggaa ccttcacc 18

Claims (6)

1.一种定量检测TC07-2型鸡传染性支气管炎病毒的反转录-实时荧光定量PCR试剂盒,其特征在于,包括:用于检测TC07-2型鸡传染性支气管炎病毒的探针和引物,其中上游引物TC07-2/F序列为5’-TAATCAGAGTGGGGCTCAACCT-3’(SEQ ID NO.8);下游引物TC07-2/R序列为5’-ACCAGGAACAGCACTAATCTGTTG-3’(SEQ ID NO.9);荧光探针TC07-2/Probe序列为5’-TCAAAAGGAACCTTCACC-3’(SEQ ID NO.10);所述探针5’端标记荧光报告基团为6-FAM,3’端标记荧光淬灭基团为MGB。
2.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒还包括2×qPCR Probe MasterMix、ddH2O和阳性标准品。
3.如权利要求2所述的试剂盒,其特征在于,阳性标准品是含有TC07-2型IBV基因片段的质粒,所述质粒是用权利要求1中所述的引物以TC07-2型IBV基因组cDNA为模板扩增的片段连接到pEasyT3载体上得到的。
4.如权利要求1-4任一项所述的试剂盒的使用方法,其特征在于,按照以下步骤进行:
(1)提取样品的RNA;
(2)标准曲线的建立
将阳性标准品质粒从109拷贝/μL到101拷贝/μL系列稀释作为模板,以权利要求1中所述的引物和探针进行荧光定量PCR扩增,用于建立标准曲线;
(3)将步骤(1)中提取的RNA反转录为cDNA;
(4)以步骤(3)中的cDNA为模板,以权利要求1中所述的引物和探针进行荧光定量PCR扩增;
(5)PCR反应过程中自动检测、采集荧光信号,根据标准曲线对待检样本中的病毒含量进行定量;对数据进行处理和分析。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,荧光定量PCR的反应体系为20μL,包括以下组分:0.4μL上游引物,0.4μL下游引物,0.2μL荧光探针,10μL2×qPCR Probe Master Mix,2μLcDNA模板和7μL ddH2O。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,荧光定量PCR的反应条件为:95℃5min;95℃10s、60℃30s,40个循环。
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