CN113430291A - 检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物、探针及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物,引物如SE Q ID NO.1~SEQ ID NO.2所示;还公开了一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的探针,探针如SEQ ID NO.3所示;将该引物和探针组成试剂盒,用于检测转人血清白蛋白基因工程水稻,可以精准定量检测待测样品中转人血清白蛋白基因工程水稻的含量。
Description
技术领域
本发明涉及分子生物学技术领域,更具体地说是涉及一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物、探针及应用。
背景技术
转人血清白蛋白基因工程水稻(114-7-2品系)是通过水稻胚乳特异性表达的启动子和信号肽,介导重组人血清白蛋白转入水稻胚乳细胞内膜系统,并在水稻胚乳的蛋白体中积累,从而使该蛋白在水稻种子内产生的基因工程水稻品系,其外源基因是人血清白蛋白基因HSA。该品系是一个高效的蛋白质表达技术平台,可用于生产包括医药、食品添加剂、营养和工业用途等,尤其是使传统的工业发酵生产蛋白药物的方式变为农业生产方式,具有很好地推广价值和应用前景。
随着对转基因产品的监管需要和在国际贸易中的潜在风险,相关产品中只要使用了含转基因成分的原材料,就必须明确标识出来,目前,主要应用分子生物学手段对转基因水稻进行检测,但是由于引物设计的不合理且引物和探针之间不能良好地相容,致使检测结果不准确,假阴性概率较高。
因此,如何提供一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物、探针是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物、探针。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物,其特征在于,所述引物如SEQ IDNO.1~SEQ ID NO.2所示:
HSA-Forward:5’-GCATGTTCCTCTACGAGTA-3’;
HSA-Reverse:5’-GTGGTCTCGTAGGTCTTG-3’。
一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的探针,其特征在于,所述探针如SEQ IDNO.3所示:
HSA-Probe:5’-FAM-CTACTCCGTGGTGCTCCTCC-BHQ1-3’,其中,HSA探针的5’端标记有FAM荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团。
一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的组合物,其特征在于,包括SEQ ID NO.1~SEQ ID NO.2所示的引物和SEQ ID NO.3所示的探针。
SEQ ID NO.1~SEQ ID NO.2所示的引物或SEQ ID NO.3所示的探针或所述的组合物在制备检测转人血清白蛋白基因工程水稻试剂盒中的应用。
一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的试剂盒,包括SEQ ID NO.1~SEQ IDNO.2所示的引物和SEQ ID NO.3所示的探针;或包括所述组合物。
一种定量检测转人血清白蛋白基因工程水稻的试剂盒,包括所述组合物、SEQ IDNO.4~SEQ ID NO.5所述的引物和SEQ ID NO.6所述的探针:
PLD-Forward:5’-TGGTGAGCGTTTTGCAGTCT-3’,如SEQ ID NO.4所示;
PLD-Reverse:5’-CTGATCCACTAGCAGGAGGTCC-3’,如SEQ ID NO.5所示;
PLD-Probe:5’-HEX-TGTTGTGCTGCCAATGTGGCCTG-BHQ1-3’,如SEQ ID NO.6所示;
其中,PLD-Probe的5’端标记有HEX荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明根据转人血清白蛋白基因工程水稻品系114-7-2的基因序列设计了引物和探针,引物和探针结合,可以特异性检测人血清白蛋白基因工程水稻品系,且灵敏度较高,还收集并采用了中华人民共和国国家标准GBT19495.4-2018中公布的水稻内源性引物对和探针组成的PLD组合物。实验结果证明,利用两种组合物构成的试剂盒,基于双重微滴式数字PCR的技术,可定量检测待测水稻样品中转人血清白蛋白基因工程水稻的含量,且该方法准确性好、灵敏度高,完善了转基因产品阈值标识和安全管控体系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为转人血清白蛋白基因工程水稻组合物特异性检测阳性扩增结果图;
图2附图为转人血清白蛋白基因工程水稻组合物特异性检测阴性扩增结果图;
图3附图为转人血清白蛋白基因工程水稻组合物灵敏度检测结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:检测转人血清白蛋白基因工程水稻方法的建立
一、检测转人血清白蛋白基因工程水稻组合物的设计
1、根据转人血清白蛋白水稻品系114-7-2品系中的人血清白蛋白基因序列(专利号:200510019084.4)设计了针对检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物对和探针组成的HSA组合物,如SEQ ID NO.1~SEQ ID NO.3所示;如表1所示;
表1
其特征在于:HSA探针的5’端标记有FAM荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团。
2、引物探针均可委托生工生物工程(上海)股份有限公司合成,并采用UL-TRAPAGE纯化方式。
二、检测转人血清白蛋白基因工程水稻引物探针特异性验证
(一)实验材料
植物材料
转基因水稻:转人血清白蛋白基因工程水稻质量分数为100%的种子粉末;
转基因水稻:含3种其他转基因水稻种子粉末混合样(科丰6号,克螟稻,TT51-1转化体,每种转化体含量为1%);
转基因玉米:含14种转基因玉米种子粉末混合样(MON810,Bt-11,Bt-176,GA21,MON863,MON89034,MON88017,MIR604,TC1507,MIR162,98140,59122,NK603,T25转化体,每种转化体含量为1%);
转基因油菜:含9种其他转基因油菜种子粉末混合样(MS1,MS,RF1,GT73,RF2,RF3,T45,Oxy235,Topas19/2转化体,每种转化体含量为1%);
转基因大豆:含3种其他转基因大豆种子粉末混合样(GTS40-3-2,MON89788,CV127转化体,每种转化体含量为1%);
转基因棉花:含5种其他转基因棉花种子粉末混合样(MON531,MON15985,LLCOTTON25,GHB614,MON88913转化体,每种转化体含量为1%);
常规水稻:非转基因水稻台北309(TP309)。
生化试剂
DNA提取试剂盒:DNAsecure Plant Kit(TIANGEN,货号:DP320-03);
实时荧光PCR试剂:iTaqUniversal Probes Supermix(BIO-RAD,美国)。
实验仪器
实时荧光PCR仪:CFX ConnectTM Real-Time System(BIO-RAD,美国);
微量紫外分光光度计:NanoDrop one(Thermo,美国);
常规仪器包括:电子天平、台式离心机、生物安全柜和分光光度计等。
(二)实验方法
(1)DNA提取:按照植物基因组DNA提取试剂盒说明书操作办法提取各个样品DNA;
(2)DNA测试:用微量紫外分光光度计测试各个DNA的质量,包括DNA浓度以及根据OD260/OD280比值判断DNA的纯度,并将各个DNA放入-20℃冰箱保存备用;
(3)实时荧光PCR方法:在CFX ConnectTM Real-Time System PCR仪中进行扩增,反应体系为20μL:iTaquniversal probes supermix(2×)10μL,上游引物(10μmol/L)0.8μL,下游引物(10μmol/L)0.8μL,探针(10μmol/L)0.4μL,DNA模板1μL,ddH2O 7μL。
反应程序为:95℃变性3s,60℃退火延伸30s,循环40次;在每次第二阶段的退火延伸后收集荧光信号;结果如图1和图2所示,可知,只有转人血清白蛋白基因工程水稻样品的DNA呈现阳性曲线,其他样品均无扩增信号,说明本发明所述的转人血清白蛋白基因工程水稻的引物和探针特异性强。
三、检测转人血清白蛋白基因工程水稻引物探针灵敏度验证
(一)实验材料、试剂及仪器设备
DNA材料
用实例1中所述转人血清白蛋白基因工程水稻质量分数为100%的种子粉末提取的DNA定为100%,用TE溶液逐次稀释,配比梯度浓度依次为20%、4%、0.8%、0.16%、0.03%、0.01%的DNA作为模板;
生化试剂
实时荧光PCR试剂:iTaqUniversal Probes Supermix(BIO-RAD,美国);实验仪器
实时荧光PCR仪:CFX ConnectTM Real-Time System(BIO-RAD,美国);
(二)实验步骤
(1)实时荧光PCR方法:在CFX ConnectTM Real-Time System PCR仪中进行扩增,反应体系为20μL:iTaquniversal probes supermix(2×)10μL,上游引物(10μmol/L)0.8μL,如SEQ ID NO.1所示;下游引物(10μmol/L)0.8μL,如SEQ ID NO.2所示;探针(10μmol/L)0.4μL,如SEQ ID NO.3所示;DNA模板1μL,ddH2O 7μL。反应程序为:95℃变性3s,60℃退火延伸30s,循环40次;在每次第二阶段的退火延伸后收集荧光信号。
(2)PCR反应结束后根据扩增曲线判定结果。结果如图3:六个梯度浓度的DNA模板均被检测为阳性,表明本发明所述转人血清白蛋白基因工程水稻组合物灵敏度高。
实施例2:转人血清白蛋白基因工程水稻的双重微滴式数字PCR定量检测方法的建立
一、双重定量检测转人血清白蛋白基因工程水稻试剂盒的制备
(1)设计HSA的引物对和探针组成的HSA组合物包括表1所述的引物和探针:
(2)收集,采用中华人民共和国国家标准GBT19495.4-2018中公布的水稻内源性引物对和探针,如SEQ ID NO.4~SEQ ID NO.6所示,见表2;
表2
其中,PLD探针的5’端标记有HEX荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团;
二、转人血清白蛋白基因工程水稻的双重微滴式数字PCR定量检测试剂盒的准确性检测
(一)实验材料、试剂及仪器设备
植物材料
转基因水稻:转人血清白蛋白基因工程水稻质量分数分别为100%、10%、5%、1%、0.5%、0.1%和0.01%的种子粉末;分别记为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7;
生化试剂
DNA提取试剂盒:DNAsecure Plant Kit(TIANGEN,货号:DP320-03);
微滴数字PCR试剂:2×ddPCR Supermix forProbes(BIO-RAD,美国);
实验仪器
微滴生成仪:QX200TM Droplet Generator(BIO-RAD,美国);
热封仪:PX1TM PCRPlate Sealer(BIO-RAD,美国);
PCR仪:C1000 TouchTM Thermal cyclerPCR仪);
微滴读取仪:QX200TM Droplet Reader(BIO-RAD,美国)。
分析软件
QuantasoftTM Version 1.7.4(BIO-RAD,美国)。
(二)实验步骤
(1)DNA提取:按照植物基因组DNA提取试剂盒说明书操作办法提取各个粉末样品DNA;
(2)DNA测试:用微量紫外分光光度计测试各个DNA的质量,包括DNA浓度以及根据OD260/OD280比值判断DNA的纯度,并将各个DNA放入-20℃冰箱保存备用;
(3)配制20μL反应体系:2×ddPCR Supermix for Probes 10μL,外源基因HSA上游引物(10μmol/L)0.8μL,外源基因HSA下游引物(10μmol/L)0.8μL,外源基因HSA探针(10μmol/L)0.4μL,内标基因PLD上游引物(10μmol/L)0.8μL,内标基因PLD下游引物(10μmol/L)0.8μL,内标基因PLD探针(10μmol/L)0.4μL,DNA模板1μL,ddH2O 5μL。将配制好的20μL反应体系和70μL微滴生成油分别加入微滴发生卡的对应孔位,盖上配套的一次性橡胶垫,并置于微滴生成仪QX200TM Droplet Generator(BIO-RAD,美国)中生成微滴反应体系,将40μL微滴体系全部转移至96孔板中,轻轻盖上专用铝膜后放进预热至180℃的热封仪PX1TM PCRPlate Sealer(BIO-RAD,美国)中封膜后取出。将准备好的已封膜96孔板置于C1000TouchTM Thermal cycler PCR仪中进行PCR反应扩增。其反应程序为:95℃预变性10min;94℃变性30s,56℃退火延伸1min,98℃酶失活10min,反应进行50次循环,升降温速度均为2℃/s;降温速度为1℃/s,并4℃保存。反应结束后,将96孔板轻轻取出后放置于已经预热好的微滴读取仪QX200TM Droplet Reader(BIO-RAD,美国)中收集微滴信号值,采用QuantasoftTM Version 1.7.4软件分析数据,实验结束后根据收集到的微滴信号值分析结果,结果如表3所示;
表3
由表3可知,该实验在对7个不同含量转人血清白蛋白基因工程水稻粉末样品的定量结果均与理论值吻合,其相对标准偏差RSD值仅介于0.006%-0.075%之间,远远小于25%,说明使用本发明的引物和探针的组合物对转人血清白蛋白基因工程水稻的绝对定量检测分析非常准确且灵敏度很高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
序列表
<110> 中国农业科学院油料作物研究所
<120> 检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物、探针及应用
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gcatgttcct ctacgagta 19
<210> 2
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gtggtctcgt aggtcttg 18
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
ctactccgtg gtgctcctcc 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
tggtgagcgt tttgcagtct 20
<210> 5
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
ctgatccact agcaggaggt cc 22
<210> 6
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
tgttgtgctg ccaatgtggc ctg 23
Claims (6)
1.一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的引物,其特征在于,所述引物如SEQ IDNO.1~SEQ ID NO.2所示:
HSA-Forward:5’-GCATGTTCCTCTACGAGTA-3’,如SEQ ID NO.1所示;
HSA-Reverse:5’-GTGGTCTCGTAGGTCTTG-3’,如SEQ ID NO.2所示。
2.一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的探针,其特征在于,所述探针如SEQ IDNO.3所示:
HSA-Probe:5’-FAM-CTACTCCGTGGTGCTCCTCC-BHQ1-3’,如SEQ ID NO.3所示;其中,HSA-Probe的5’端标记有FAM荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团。
3.一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的组合物,其特征在于,包括SEQ ID NO.1~SEQ ID NO.2所示的引物和SEQ ID NO.3所示的探针。
4.权利要求1所述的引物或权利要求2所述的探针或权利要求3所述的组合物在制备检测转人血清白蛋白基因工程水稻试剂盒中的应用。
5.一种检测转人血清白蛋白基因工程水稻的试剂盒,其特征在于,包括SEQ ID NO.1~SEQ ID NO.2所示的引物和SEQ ID NO.3所示的探针;或包括所述组合物。
6.一种定量检测转人血清白蛋白基因工程水稻的试剂盒,其特征在于,包括所述组合物、SEQ ID NO.4~SEQ ID NO.5所述的引物和SEQ ID NO.6所述的探针:
PLD-Forward:5’-TGGTGAGCGTTTTGCAGTCT-3’,如SEQ ID NO.4所示;
PLD-Reverse:5’-CTGATCCACTAGCAGGAGGTCC-3’,如SEQ ID NO.5所示;
PLD-Probe:5’-HEX-TGTTGTGCTGCCAATGTGGCCTG-BHQ1-3’,如SEQ ID NO.6所示;
其中,PLD-Probe的5’端标记有HEX荧光基团,3’端标记有BHQ1淬灭基团。
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