CN111518924A - 用于检测产毒生殖支原体的荧光定量pcr方法及相应的试剂盒 - Google Patents
用于检测产毒生殖支原体的荧光定量pcr方法及相应的试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法及相应的试剂盒。本发明巧妙的应用了特异性的基因检测区分生殖支原体与其它原体属,以及产毒和非产毒的生殖支原体属,通过综合判断,得出准确的菌属信息。本发明与现有的主流检测试剂盒相比,本发明用于检测产毒生殖支原体的试剂盒具有灵敏度高、快捷方便、特异型好、判断严谨准确等优势,具有良好的应用前景和市场价值。
Description
技术领域
本发明属于分子检测技术领域,具体涉及一种通过特异性基因对产毒生殖支原体进行荧光定量PCR检测的方法和相应的检测试剂盒。
背景技术
支原体是一类比细菌小比病毒大的原核生物,广泛分布于自然界,包括一些动物与人类。到目前已从人体内分离出几种支原体,其中生殖支原体(Mycoplasma genitalium)是人类泌尿生殖道感染潜在的病原体,也是人类泌尿生殖道感染的重要病因之一。除引起尿道炎外,伴有抗体的产生,并与前列腺炎、盆腔炎性疾病有关。
生殖支原体为支原体科柔膜菌纲成员,其基因组仅580kb,是最小的具有自我复制能力的生物体。生殖支原体体外培养困难,生长需要1-2个月。
生殖支原体在人群中流行率平均为0.8-4.1%,性病门诊感染率更高平均为4.0-19.4%。而男性感染生殖支原体可表现为急性非淋菌性尿道炎、持续性尿道炎、附睾炎、直肠炎等;女性表现为尿道炎、宫颈炎、盆腔炎、不孕、早产、异位妊娠等。在相关检测方面,主要基于MgPa粘附素基因或16S rRNA基因进行核酸扩增(PCR),而近年,功能基因新片的成熟技术,带来非常多微生物检测应用于环境或医学临床上,而本项目乃基本独家芯片技术开发开发全国产基因芯片针对生殖支原体做高效且高精准度的检测。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法。
具体地,上述方法包括如下步骤:
S1、收集样品;
S2、提取基因组DNA;
S3、检测生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3以及产毒特异性基因gene4;
S4、读取扩增Ct值;当所述生殖支原体属特异性基因中至少1个基因和所述产毒特异性基因中至少1个基因的Ct值均小于35时,产毒生殖支原体的检测结果为阳性;当所述生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3的Ct值大于35和/或所述产毒特异性基因gene4的Ct值大于35时,产毒生殖支原体的检测结果为阴性。
作为一种优选技术方案,所述生殖支原体属特异性基因rpoB
(NCBI Accession Number:AY191424.1)的检测引物如SEQ ID NO:1~2所示:
SEQ ID NO:1(5'-TGATGGTAGGAGTGGAATGCC-3');
SEQ ID NO:2(5'-TCCATCTCACCAAACCGCTG-3')。
所述生殖支原体属特异性基因gene1(NCBI Accession Number:
AFQ04660.1)的检测引物如SEQ ID NO:3~4所示:SEQ ID NO:3
(5'-AAGTGATTGGTGGATTGGCAC-3');
SEQ ID NO:4(5'-GGCGCAAAATCGAGGTGTTT-3')。
所述生殖支原体属特异性基因gene2(NCBI Accession Number:AFQ04757.1)的检测引物如SEQ ID NO:5~6所示:SEQ ID NO:5
(5'-AAGCACACATGTTAACCACCC-3');
SEQ ID NO:6(5'-GCTAAGCCCATCACGCAATG-3')。
所述生殖支原体属特异性基因gene3的检测引物如SEQ ID NO:7~8所示:SEQ IDNO:7(5'-CAAAGGATGCAAAAGCGTGGT-3')(NCBI Accession Number:AFQ04309.1);
SEQ ID NO:8(5'-GCGTGGGTTGTTGTAAGCAT-3')(NCBI Accession Number:AFQ04310.1)。
所述产毒特异性基因gene4(NCBI Accession Number:AFQ04506.1)的检测引物如SEQ ID NO:9~10所示:
SEQ ID NO:9(5'-CAGGGGTGGCAATCTCGATT-3');
SEQ ID NO:10(5'-CGTGAACCTGAATCAAGCCAC-3')。
本发明另一目的是提供一种用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR试剂盒,其包含上述的生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3的检测引物和产毒特异性基因gene4的检测引物。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明通过前期对生殖支原体属和其他原体属,产毒和非产毒原体属的微生物的大量研究数据中,挖掘出能够区分生殖支原体属和其他原体属,产毒和非产毒原体属的特异性的杆基因,通过对特异性基因的检测,准确的判断出菌类样品和环境样品中是否含有产毒的生殖支原体,具有前期大数据的挖掘和不同种属之间比对基础,选择的特异性基因具有物种和原体属的特异性。
(2)本发明中,通过对设计条件和实验条件的优化,选取针对于每个基因检测扩增条件处于最优化的引物作为检测引物,提高引物扩增的效率,能够达到稳定、高效、高灵敏度和重现性的检测引物,实现微量样品的正确检出。
(3)本发明检测方法与市面上其他的检测方法相比,本发明的两部分检测策略,能够分步判断生殖支原体属和其他原体属、产毒和非产毒原体属,判断必须两项同时阳性检出才最终判断为产毒生殖支原体,结果更加严谨和准确。
(4)本发明能够实现从10个阳性菌到10000个阳性菌的检测范围,灵敏度高,应用范围广,更高浓度的样品可以通过稀释折算同样被检测出来,检测结果稳定,具有很好的重现性。
(5)本发明检测方法能够应用于对于临床样品、食品抽检等各个领域来源样品筛查和检测,精准地判断出样品中是否含有产毒生殖支原体,操作方便、快速、灵敏。本发明检测试剂盒能够应用于医疗卫生,生活用水监控,食品安全等各个方面的快速检验,无需额外进行微生物培养,使基因检验在日常民生中得到应用,具有灵敏度高、操作性强、快速、高效等优点。
附图说明
图1是rpoB基因检测引物标准曲线。
图2的gene1基因检测引物标准曲线。
图3是gene2基因检测引物标准曲线。
图4是gene3基因检测引物标准曲线。
图5是gene4基因检测引物标准曲线。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容,特举以下实施例结合附图详细说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(NewYork:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂,均为市售产品。
本发明所用的以下试剂可通过常规途径购买得到。
表1
在一些实施方案中,使用扩增产物构建阳性标准品质粒,并进行引物的扩增标准曲线检测和绘制,得到每对检测引物的扩增效率,本发明所提供的引物序列其扩增效率和置信程度均在最优化的水平。
在一些实施方案中,通过对不同的阳性菌株检测特异性的基因,能够正确的区分出生殖支原体属和其他原体属,产毒和非产毒原体属,从而准确检测并判断出产毒生殖支原体。
在一些实施方案中,通过对10个、100个、1000个和10000个阳性菌进行提取和检测,能够精确区分出生殖支原体属和其他原体属,产毒和非产毒原体属,从而准确检测并判断出产毒生殖支原体。并且能够保证低至10个阳性菌仍然能够准确检出,而更高滴度的微生物样品可以通过稀释至检测区间,同样可以准确检出。
在一些实施方案中,采集阴道分泌物、尿液、粪便和过滤水的样品,通过对特异性基因的检测,能够快速和准确的检验出样品中是否含有产毒生殖支原体,方便快捷。
本领域技术人员应能理解,本方法中检测的基因和设计的特异性引物,同样可以通过相同检测对象的其他区段的设计达到相应的检测目的。
本发明所描述的用于检测产毒生殖支原体荧光定量PCR的方法及试剂盒可以广泛应用于临床医疗、饮用水监控和食品安全监控等多个检验检疫范畴,能够为日常民生提供方便、快捷、准确、高效的基于基因检测的监控产品。
实施例1检测引物扩增标准曲线
1.微生物培养
使用碱性蛋白胨水作为生殖支原体的培养基,pH8.8~9.0的碱性蛋白胨水或平板中生长良好。在碱性平板上菌落直径为2mm,圆形,光滑,透明。选取处于生长旺盛的微生物样品进行后续的实验。
2.基因组DNA提取
按照Qiagen的QIAamp DNA Mini Kit说明书指示进行基因组DNA的提取。
3.扩增产物标准品质粒制作
使用源自生殖支原体提取的DNA,分别以rpoB基因、gene1基因、gene2基因、gene3基因和gene4基因的引物进行扩增,扩增产物经过加A处理后,使用T4连接酶连入T载体,并且通过转导感受态细胞后,质粒得到大规模扩增。5个基因的引物序列如SEQ ID NO:1~10所示,具体如表2。
表2
4.质粒的提取和标准曲线梯度的配置
分别涂板扩增rpoB基因、gene1基因、gene2基因、gene3基因和gene4基因对应的引物扩增产物的标准品克隆菌,收集单克隆的菌斑,并通过LB培养摇菌过夜扩增,最后得到5ml指数生长期的质粒阳性菌株,按照QIAGEN Plasmid Midi Kit说明书指示进行质粒DNA的提取。提取后检测质粒DNA的浓度,并通过10倍稀释的方法,配置6个浓度梯度的标准品,浓度梯度分别为1μg/μL,100ng/μL,10ng/μL,1ng/μL,100pg/μL,10pg/μL。
5.检测引物标准曲线绘制
按照BioRad iQ SYBR Green SuperMix说明书指示进行浓度梯度标准曲线的qPCR扩增,并且绘制对应的扩增曲线,得到每对引物的扩增效率。每一个qPCR的反应设置3个生物学重复及3个技术重复,qPCR反应体系和扩增反应条件如表3所示。
表3
6.结果分析
检测引物扩增标准曲线结果显示,rpoB基因、gene1基因、gene2基因、gene3基因和gene4基因对应的引物均为经过优化的引物设计和反应体系。其中线性的标准曲线可信度R2>0.990,高扩增效率在98-110%,证明引物设计和反应体系是最优状态。分析5个基因的扩增曲线的相关性系数和可信度,以及6个浓度梯度下的扩增效率,均达到最优状态的要求,5对引物在该反应条件下能够满足检测要求。
表4
基因名 | 斜率 | 截距 | 扩增效率 | 可信度R<sup>2</sup> |
rpoB | -3.1593 | 35.05 | 107.26% | 0.9978 |
gene1 | -3.346 | 34.734 | 99.01% | 0.9978 |
gene2 | -3.1234 | 35.402 | 109.01% | 0.9981 |
gene3 | -3.3198 | 35.855 | 100.09% | 0.9989 |
gene4 | -3.3514 | 34.9 | 98.78% | 0.9988 |
实施例2阳性及阴性样品检测情况
1.微生物培养
同实施例1。
2.基因组DNA提取
同实施例1。
3. 5个目标基因的qPCR检测
按照BioRad iQ SYBR Green SuperMix说明书指示进行样品的qPCR扩增,并且得到每对引物对应的Ct值读数。每一个qPCR的反应设置3个生物学重复及3个技术重复,qPCR反应体系和扩增反应条件如表5所示。
表5
4.结果分析
5对引物的qPCR扩增结果显示,生殖支原体属呈现rpoB基因、gene1基因、gene2基因、gene3基因的阳性结果,而其他原体属均显示阴性结果。因此,对于生殖支原体属和其他原体属,进行rpoB基因、gene1基因、gene2基因和gene3基因的检测,能够较好的区分生殖支原体属和其他原体属。同时,进行gene4基因的检测结果,产毒的生殖支原体属呈现检测结果阳性,而其他非产毒生殖支原体属和其他原体属呈现阴性。因此,进行gene4基因的检测,能够较好的区分产毒和非产毒的原体属。综上所述,rpoB基因、gene1基因、gene2基因和gene3基因的对应引物,能够满足原体属中生殖支原体属的检测,判断gene4基因的对应引物,能够满足产毒和非产毒原体属的检测判断。
表6
表7
实施例3检测体系的灵敏度
1.微生物培养
使用碱性蛋白胨水作为生殖支原体的培养基,pH8.8~9.0的碱性蛋白胨水或平板中生长良好。在碱性平板上菌落直径为2mm,圆形,光滑,透明。选取处于生长旺盛的微生物样品进行后续的实验,收集菌体后进行浓度计算,并且10稀释得到10个菌/ml,100个菌/ml,1000个菌/ml,和10000个菌/ml,对不同浓度梯度的菌液进行后续的DNA提取实验。
2.基因组DNA提取
同实施例1。
3. 5个目标基因的qPCR检测
同实施例2。
4.结果分析
5对引物的qPCR扩增结果显示,从10个菌至10000个菌的范围内,生殖支原体属呈现rpoB基因、gene1、gene2、gene3基因的一个及以上基因的阳性结果。因此,通过进行rpoB基因、gene1、gene2和gene3基因的检测,能够较好的达到从10个菌至10000个菌的范围内生殖支原体属的检出。同时,从10个菌至10000个菌的范围内,gene4基因的检测结果,产毒的生殖支原体属呈现检测结果阳性,而其他非产毒生殖支原体属呈现阴性。因此,进行gene4基因的检测,能够较好的达到从10个菌至10000个菌的范围内产毒和非产毒的原体属的检测和区分。综上所述,可以通过rpoB基因、gene1基因、gene2基因、gene3基因和gene4基因的搭配检测,较好的完成产毒生殖支原体的检测,检测范围可以从10个菌株至10000个菌株,更高的菌株浓度也可以通过稀释的方法稀释至最佳检测范围内,能够达到预期的检测要求。
表8
表9
实施例4环境样品的检测
1.环境样品收集和基因组DNA的提取
分别收集不同的阴道分泌物、皮肤分泌物、尿液、粪便和过滤水,按照Qiagen的QIAamp DNA Mini Kit说明书指示进行基因组DNA的提取。
2. 5个目标基因的qPCR检测
同实施例2。
3.结果分析
5对引物的qPCR扩增结果显示,除了过滤水、粪便1,其他样品均检出rpoB基因、gene1、gene2、gene3基因中的一个及以上,证明相应的样品来源中含有生殖支原体。除了过滤水、粪便、尿液、阴道分泌物3、阴道分泌物4、皮肤分泌物1、外,其他样品检出gene4基因,证明对应的样品来源中含有产毒的生殖支原体。最终判断为产毒生殖支原体阳性的准则为,rpoB基因、gene1、gene2和gene3基因中的一个及以上检测得到Ct值小于35个循环,同时gene4基因上检测得到Ct值小于35个循环。如果rpoB基因、gene1、gene2和gene3基因均检测得到Ct值大于35个循环,或者,gene4基因检测得到Ct值大于35个循环,则判断为产毒生殖支原体阴性未检出。
表10
表11
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
序列表
<110> 广东美格基因科技有限公司
<120> 用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法及相应的试剂盒
<160> 10
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
tgatggtagg agtggaatgc c 21
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
tccatctcac caaaccgctg 20
<210> 3
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
aagtgattgg tggattggca c 21
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
ggcgcaaaat cgaggtgttt 20
<210> 5
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
aagcacacat gttaaccacc c 21
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
gctaagccca tcacgcaatg 20
<210> 7
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
caaaggatgc aaaagcgtgg t 21
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
gcgtgggttg ttgtaagcat 20
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
caggggtggc aatctcgatt 20
<210> 10
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
cgtgaacctg aatcaagcca c 21
Claims (7)
1.一种用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、收集样品;
S2、提取基因组DNA;
S3、检测生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3,以及产毒特异性基因gene4;
S4、读取扩增Ct值;当所述生殖支原体属特异性基因中至少1个基因和所述产毒特异性基因中至少1个基因的Ct值均小于35时,产毒生殖支原体的检测结果为阳性;当所述生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3的Ct值大于35和/或所述产毒特异性基因gene4的Ct值大于35时,产毒生殖支原体的检测结果为阴性。
2.根据权利要求1所述的用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,所述生殖支原体属特异性基因rpoB的检测引物如SEQ ID NO:1~2所示。
3.根据权利要求1所述的用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,所述生殖支原体属特异性基因gene1的检测引物如SEQ ID NO:3~4所示。
4.根据权利要求1所述的用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,所述生殖支原体属特异性基因gene2的检测引物如SEQ ID NO:5~6所示。
5.根据权利要求1所述的用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,所述生殖支原体属特异性基因gene3的检测引物如SEQ ID NO:7~8所示。
6.根据权利要求1所述的用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR方法,其特征在于,所述产毒特异性基因gene4的检测引物如SEQ ID NO:9~10所示。
7.一种用于检测产毒生殖支原体的荧光定量PCR试剂盒,其特征在于,包含所述的生殖支原体属特异性基因rpoB、gene1、gene2和gene3的检测引物和产毒特异性基因gene4的检测引物。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200811 |