CN112080577B - 荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用 - Google Patents

荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用 Download PDF

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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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Abstract

本发明公开了荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用。本发明选取4个荔枝霜疫霉基因PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400,通过实时荧光定量PCR的方法测定了这些基因在荔枝霜疫霉菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢、休止孢萌发和侵染个阶段的表达量变化,比较所选基因表达量稳定性,发现了Pl006400和PlACTIN表达量稳定可作为内参基因。本发明的内参基因Pl006400和PlACTIN的特异性引物引物可广泛应用于荔枝霜疫霉发育及其侵染荔枝各阶段的基因表达研究,填补了荔枝霜疫霉缺少可靠内参基因的空白,具有重要的应用价值。

Description

荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用。
背景技术
荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)所引起的荔枝霜疫病是荔枝上最严重的病害,在我国广东和广西等主要产区均有发生,每年的发病率大约在30%-90%之间,除了在荔枝生长期使其果实发病腐烂,造成落果,也会影响荔枝采摘后的保存,让荔枝在运输过程中大量发病,严重制约我国荔枝产业的发展。
实时荧光定量PCR具有灵敏度高、特异性高和精确性高的优点,已被应用于分子生物学、医学、食品检测和环境监测等多个研究与应用领域。内参基因作为在荧光定量PCR分析中检测基因表达水平变化的参照物,其稳定性可决定实时荧光定量的分析结果的可靠性。因此,选取稳定、合适的内参基因对分析荔枝霜疫霉基因荧光定量PCR结果有较大意义。
目前,荔枝霜疫霉内参基因的开发筛选的工作一片空白,严重阻碍了荔枝霜疫病的分子生物学研究,若要对荔枝霜疫霉进行生长发育和致病机制研究,可靠内参基因鉴定的是至关重要的。
发明内容
本发明针对现有技术中缺乏稳定、合适的荔枝霜疫霉内参基因及其引物的不足,提供荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用。
本发明比较了4个荔枝霜疫霉潜在的内参基因,通过荧光定量PCR发现了其中2个内参基因表达量较为稳定,可作为荔枝霜疫霉荧光定量PCR分析中的内参依据,分别是Pl006400和PlACTIN。所述的内参基因可用于荔枝霜疫霉基因表达研究。
本发明的第一个目的是提供荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因,为内参基因Pl006400或PlACTIN,所述的内参基因Pl006400,其核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示;所述的内参基因PlACTIN,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
本发明的第二个目的是提供所述的荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因的特异性引物,所述的内参基因Pl006400的正向引物和反向引物分别如SEQ ID NO.7和SEQID NO.8所示,所述的内参基因PlACTIN的正向引物和反向引物分别如SEQ ID NO.5和SEQID NO.6所示。
本发明还提供所述的内参基因Pl006400或PlACTIN作为定量检测荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段基因表达的内参基因的应用。
本发明还提供所述的特异性引物作为定量检测荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段基因表达的内参基因特异性引物的应用。
本发明还提供所述的内参基因或所述的特异性引物在制备荧光定量试剂盒中的应用。
优选,所述的试剂盒还包括常规PCR试剂。
本发明具有以下优点:
本发明的荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因Pl006400或PlACTIN及其特异性引物,可广泛应用于荔枝霜疫霉发育及其侵染荔枝各阶段的基因表达研究,填补了荔枝霜疫霉缺少可靠内参基因的空白,具有重要的应用价值。
附图说明
图1是Genorm对候选内参基因稳定性分析;
图2是Normfinder对候选内参基因稳定性分析;
图3是BestKeeper对候选内参基因稳定性分析;
图4是Delta CT对候选内参基因稳定性分析;
图5是候选内参基因稳定性排序;
图6是Pl006400溶解曲线;
图7是PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400的相对(其中以MY表达量定义为1)表达量;图中:MY:菌丝;SP:孢子囊;ZO:游动孢子;CY孢子囊;GC:孢子囊萌发阶段;1.5-24hpi:侵染1.5-24小时;
图8是PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400在荔枝霜疫霉各发育阶段荧光定量PCR中平均CT值;
图9是以Pl006400为内参基因,荔枝霜疫霉PlrpL13的转录分析;图中:MY:菌丝;SP:孢子囊;ZO:游动孢子;CY孢子囊;GC:孢子囊萌发阶段;1.5-24hpi:侵染1.5-24小时。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例1
首先通过对荔枝霜疫霉转录组分析,我们获得了荔枝霜疫霉转录组数据中表达较为稳定的基因942个,进一步我们在这942个基因中筛选了表达量较高的4个荔枝霜疫霉基因(PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400,其核苷酸序列依次如SEQ ID NO.1、SEQ IDNO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4所示)做进一步验证,通过实时荧光定量PCR的方法测定了这些基因在荔枝霜疫霉菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢、休止孢萌发和侵染个阶段的表达量变化,比较所选基因表达量稳定性。具体如下:
1.荔枝霜疫霉培养。将荔枝霜疫霉接种于胡萝卜固体培养基上,28℃培养一周,至长满培养皿。
2.收集荔枝霜疫霉菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢、休止孢萌发和侵染阶段的样品。1)荔枝霜疫霉在胡萝卜液体培养基中培养3天可获得荔枝霜疫霉菌丝样品;2)18℃无菌水冲洗培养了荔枝霜疫霉的固体培养皿,并用毛笔刷将菌丝刷下、过滤收集于50ml离心管中,获得荔枝霜疫霉孢子囊;3)将收集好的孢子囊放进18℃培养箱内2小时,期间轻轻晃动离心管,促进游动孢子释放。将离心管内的孢子囊过滤,滤液放于新的50ml离心管中,6000r/min离心10min,倒掉上清,加1ml无菌水溶解沉淀获得游动孢子样品;4)将游动孢子剧烈震荡,并通过显微观察检测获得荔枝霜疫霉的休止孢;5)荔枝霜疫霉休止孢在25℃的无菌水中培养2小时后,铜鼓显微观察确认可获得荔枝霜疫霉休止孢萌发阶段的样品;6)将荔枝霜疫霉游动孢子接种于叶片上在侵染1.5、3、6、12、24小时后可获得荔枝霜霜疫霉侵染阶段样品。将上述获得的不同阶段的样品加1ml无菌水溶解后的液体转移至1.5ml离心管,离心,倒掉上清,将离心管立刻放入液氮中,后将其放入-80℃保存,待提取RNA。
3.荔枝霜疫霉菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢、休止孢萌发和侵染阶段样品RNA提取及cDNA模板准备。
RNA提取:根据OMEGA试剂盒提取样本RNA。
cDNA模板准备:反转录体系:5*Fastking-RT Super Mix 4μl(TAKARA,RR036A,Japan);Total RNA,50ng-2μg;RNase-Free ddH2O。反转程序为:42℃15min,95℃3min。
4.合成候选内参基因引物。根据荔枝霜疫霉基因序列,设计合成候选内参基因(PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400)的荧光定量PCR扩增引物(序列信息如表1所示)。
表1荧光定量PCR引物信息
Figure BDA0002683222430000031
Figure BDA0002683222430000041
5.荧光定量PCR溶解曲线。以菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢、休止孢萌发和侵染阶段样品cDNA为模板,分别加入4个候选基因的荧光定量PCR引物,进行荧光定量PCR分析。荧光定量PCR结束后,获得4个候选内参基因引物扩增的Ct值。荧光定量PCR测定上述的各样品中PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400的相对表达量如图7所示,其中以菌丝(MY)表达量定义为1,其他的是相对于菌丝(MY)中的表达量。图8为PlACTIN、PLGAPDH、PlrpS5和Pl006400在荔枝霜疫霉各发育阶段荧光定量PCR中平均CT值。
荧光定量PCR体系和扩增程序如下:
(1)反应体系:cDNA 2μL(50ng/ul),10μmol/L上、下游引物各0.8μL,10μL Mix(TAKARA,RR820,Japan),水6.4μL。
(2)扩增程序:95℃预变性30s;95℃变性30s,60℃退火和延伸30s,40个循环。循环结束后绘制溶解曲线:60℃-95℃,每1℃收集荧光信号。其中,Pl006400溶解曲线如图6所示。
筛选稳定的内参基因。根据荧光定量PCR所得Ct值,采用geNorm、Normfinder、Bestkeeper和RefFinder分析上述候选基因的稳定性(http://www.ciidirsinaloa.com.mx/RefFinder-master/type=reference),确定表达最稳定的候选内参基因;将所述候选基因的稳定性由强至弱排序,获得综合评价排名最前的候选基因作为荔枝霜疫霉的内参基因。
geNorm软件对候选内参基因的分析见表2和图1。在图中,纵坐标为M值,横坐标为内参基因,内参基因从左往右M值逐渐增大,其基因表达的稳定度逐渐降低。M值小于1.5时表示内参基因稳定,内参M值较小的两个基因分别为Pl006400和PlACTIN,他们的M值均为0.669。
NormFinder软件对候选内参基因的分析参见表2和图2,Pl00600的稳定值达0.334,分析结果与geNorm软件得出结果一致。
BestKeeper软件对候选内参基因的分析见表2和图3,Pl006400和PlACTIN的标准差(std dev[+/-CP])小于1,表明这两个内参基因表达相对稳定,其中Pl006400的标准差为所有内参基因中最小的。与geNorm和Normfinder分析基因表达稳定性一致。
表2内参基因表达稳定性分析
Figure BDA0002683222430000051
SD:Standard deviation;CV:Coefficient of variation
Delta CT软件对候选内参基因的分析参见表3和图4,Pl006400标准偏差是1.54,是所有候选内参基因中最小的,表明其稳定性高,其分析结果与geNorm、NormFinder和BestKeeper软件中得出结果一致。
表3 Delta CT软件对候选内参基因的分析
Figure BDA0002683222430000052
经过对各软件的排名进行综合分析排序得出结果参见表4和图5,其中稳定性较高的是Pl006400和PlACTIN。所以Pl006400和PlACTIN可以作为内参基因应用于荔枝霜疫霉相关基因表达研究。
表4不同软件对基因表达稳定性分析排名
Figure BDA0002683222430000053
Figure BDA0002683222430000061
以上结果说明,Pl006400和PlACTIN表达稳定可作为荔枝霜疫霉的内参基因,其中Pl006400作为荔枝霜疫霉发育和侵染各阶段的引物最佳、PlACTIN其次。Pl006400和PlACTIN引物可广泛应用于荔枝霜疫霉发育及其侵染荔枝各阶段的基因表达研究。
实施例2
按照本发明实施例1的方法以Pl006400为内参基因,对荔枝霜疫霉PlrpL13进行了转录水平分析,结果如图9所示,PlrpL13基因在荔枝霜疫霉菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢和休止孢萌发阶段表达量相对较高,在侵染阶段不表达。
序列表
<110> 华南农业大学
<120> 荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段的内参基因及其引物和应用
<160> 12
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1083
<212> DNA
<213> 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)
<400> 1
atgtgcaagg ccggtttcgc cggtgatgac gctccgcgtg ccgtgttccc gtcgatcgtg 60
ggtcgcccca agcacctggg aatcatggtg ggcatggacc agaaggacgc ttacgtcggt 120
gacgaggccc agtccaagcg tggtgtgctg accctgaagt accccattga gcacggtatt 180
gtgaccaact gggacgacat ggagaagatc tggcaccaca cgttctacaa cgagctgcgt 240
gtggctcccg aggagcaccc ggtgctgctg acggaggctc cccttaaccc gaaggctaac 300
cgtgagcgca tgacgcagat catgttcgaa acgttcaacg tgcccgccat gtacgtgaac 360
atccaggccg tgctgtcgtt gtacgcttcc ggccgtacca cgggttgtgt gctcgactct 420
ggtgatggtg tgtcccacac cgtgcctatc tacgagggtt acgctcttcc tcacgctatt 480
gtgcgtctgg atctggctgg ccgcgatctg acggactaca tgatgaagat cctgacggag 540
cgtggttact cgttcaccac cacggccgag cgagaaattg tgcgtgacat caaggagaag 600
ctgacttaca ttgccctgga cttcgaccag gagatgaaga ctgctgctga gtcatcgggc 660
cttgagaaga gttacgagct gcccgatggc aacgttattg tcattggtaa cgagcgtttc 720
cgtacccccg aggtgctgtt ccagccctcg ctcatcggta aggaagcttc gggtatccac 780
gactgcacgt tccagaccat catgaagtgt gatgtcgata tccgtaagga cctgtactgc 840
aacattgtgc tgtcgggtgg taccaccatg tacccgggta ttggtgagcg tatgaccaag 900
gagcttacgg ctcttgctcc gtccaccatg aagatcaagg tggttgcccc gcctgagcgt 960
aagtactcgg tgtggatcgg tggatccatt ctgtcgtcgc tgtcgacgtt ccagcagatg 1020
tggatctcga aggccgagta cgacgagtct ggaccctcga tcgtgcaccg caagtgcttc 1080
taa 1083
<210> 2
<211> 1023
<212> DNA
<213> 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)
<400> 2
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taa 1023
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<211> 927
<212> DNA
<213> 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)
<400> 3
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<210> 4
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<212> DNA
<213> 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)
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<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
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<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
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<210> 8
<211> 20
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<211> 21
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<210> 11
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<212> DNA
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<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 12
gttgtcgatg gtagccatgt g 21

Claims (3)

1.内参基因Pl006400的特异性引物作为定量检测荔枝霜疫霉生长发育和侵染阶段基因表达的内参基因特异性引物的应用;所述的内参基因Pl006400的特异性引物的正向引物和反向引物分别如SEQ ID NO.7和SEQ ID NO.8所示。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,包括使用荧光定量试剂盒的步骤,所述的荧光定量试剂盒包含权利要求1所述的内参基因Pl006400的特异性引物。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述的荧光定量试剂盒还包括常规PCR试剂。
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