更全的杂志信息网

中华鲟TaqMan 实时荧光PCR 检测方法的建立

更新时间:2009-03-28

鲟类是现存起源最早的脊椎动物之一,是一亿五千万年前中生代留下的稀有古代鱼类,其被誉为研究鱼类和脊椎动物进化的“活化石”。在中国境内,分布着一些野生鲟鱼,其中中华鲟是中国特有的珍贵鲟类,具有重要的科学价值和难以估量的生态、社会、经济价值,有“水中大熊猫”之称[1-5]。但是,近年来,由于水域污染、人为捕捞、水利工程的建设以及资源的过度开采等原因导致了中华鲟的数量急剧减少。中国已经将中华鲟列入《国家重点保护水生野生动物名录》,并按照一级保护野生动物实施保护。2010年,国际自然保护联盟红色名录也收录其为极危物种[6-9]。因此,保护中华鲟迫在眉睫,而建立快速、灵敏、特异的中华鲟及其产品的检测鉴定方法是保护和拯救这一珍稀濒危“活化石”的有效技术措施之一。

考虑到液压介质的不可压缩性较强,可认为,当体积压缩量较小时,液压介质的体积模量为常数K。对于初始长度为x0,与活塞接触面积为S的圆柱形液压缸,可以建立压缩过程的控制方程为

近几年来,一些水生生物的物种鉴定方法陆续在国内外研究中被报道,主要包括形态学鉴定[10]、同工酶电泳分析[11]、染色体组型分析[12]COI 基因分析[13]等。这些方法虽已被运用于多种水生生物的鉴定,但是在实际应用中仍然具有一定的局限性。形态学、同工酶鉴定等方法由于受到检测对象需为活体条件的限制,无法应用在水产加工产品上;染色体组型分析、COI 基因分析等方法也存在操作繁琐、耗时过长等不足[10-13]。PCR(聚合酶链式反应,Polymerase chain reaction)技术以其灵敏度高、特异性强等优点脱颖而出,在近几十年被全世界许多科研机构和实验室所采用。尤其是实时荧光PCR 技术,实现了PCR技术从定性到定量的飞跃,既可省去普通PCR 检测过程中PCR 产物后续的分析与验证步骤(如凝胶电泳和探针杂交),简化检测过程,又能够减少试验操作过程中的EB (溴化乙锭Ethidium bromide)污染,使试验更具安全性,同时边扩增边检测,还可以提高检测速度[14-16]。因此,与常规PCR 相比,实时荧光PCR 技术具有准确性高、特异性强、自动化程度高、可有效解决PCR 污染等优势[17-18],已成为一种成熟的主流基因检测平台,并且应用在诸多领域,如食品安全检验、食品成分来源检验[19]等。

德国从1972年开始倡导垃圾分类,经过了10 a的摸索期,1982年前后才算正式开始,1990年能规范化运作,从2010年至今一直保持世界领先水平,这与他们持续不断的努力实践有很大关系,其经验也能给我国开展垃圾分类提供很多启示。

本试验根据NCBI(美国国立生物技术信息中心,National center for biotechnology information)上已经公布的中华鲟D-loop基因的核酸序列,设计并筛选出特异性的引物和探针,建立中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法,为中华鲟的物种鉴定及种质资源保护提供有效的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.2.2 引物设计 根据NCBI上公布的中华鲟D-loop基因序列设计引物探针组合,上游引物F:5′- CAAGAACACAAGATTAATGAG -3′,下游引物R:5′- GATCAAGGTATGTCGATGACA -3′,荧光探针P:5′- 荧光基团-CAGTCCTGCTTTTGGGGTTCGGCAAG-淬灭基团-3′,荧光基团为FAM,淬灭基团为BHQ1。

表1 供试样品的种类

Table 1 Species of samples

  

序号样品名称序号样品名称序号样品名称序号样品名称1中华鲟13螃蟹25鸡肉37蚌仔2史氏鲟14黄鳝26叉尾鮰鱼38毛蚶3西伯利亚鲟15带鱼27梭鱼39文蛤4河豚16黄颡鱼28牛蛙40斑节虾5蚌17鲈鱼29螯花鱼41小青龙虾6牙鲆18鱿鱼30鲳鱼42单环刺缢7斑马鱼19猪肉31黑鱼43梅蛤8鳖20牛肉32黄鱼44大闸蟹9鲤鱼21羊肉33鳊鱼45虾蛄10河虾22鸭肉34青鱼46青蟹11对虾23江白虾35海蟹47梭子蟹12鲫鱼24花蟹36香螺48克氏原螯虾

1.1.2 菌株和质粒 pMD19-T克隆载体和感受态细胞DH5α,南京钟鼎生物技术有限公司产品。

1.1.3 试剂 Tiangen海洋动物组织基因组DNA提取试剂盒(TIANamp Marine Animals DNA Kit,目录号:DP324), Tiangen琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒(TIANamp Agarose Gel DNA Purification Kit,目录号:DP209), AxyPrep质粒DNA小量试剂盒(AxyPrep Plasmid Miniprep Kit,目录号:AP-MN-P-50),普通PCR预混液SapphireAmp Fast PCR Master Mix(宝生物有限公司产品),实时荧光PCR反应预混液CS qPCR Master Mix(上海辉睿生物科技公司产品),中华鲟基因引物及探针(上海辉睿生物科技公司产品)。

1.1.4 仪器 NanoDrop 1000微量紫外分光光度计(Thermo Scientific公司产品),AQE -183-2全自动凝胶成像系统(Syngene公司产品),LightCycler 480 II实时荧光PCR扩增仪(Roche公司产品)。

1.2 方法

1.2.4 TaqMan实时荧光PCR TaqMan实时荧光PCR反应体系为10 μmol/L上游引物1.0 μl,10 μmol/L下游引物1.0 μl,10 μmol/L探针0.6 μl,50 ng/μl DNA模板2.2 μl,2倍荧光PCR缓冲液12.5 μl,去离子水9.0 μl。反应体系终浓度为1倍荧光PCR缓冲液,上游引物0.40 μmol/L,下游引物0.40 μmol/L,探针0.24 μmol/L。反应条件为:预变性95 ℃ 5 min;95 ℃ 10 s,58 ℃ 40 s,45个循环,在每次循环的退火延伸时收集荧光信号;40 ℃冷却 30 s。反应结束后,运用配套软件进行分析。

1.1.1 样品采集 中华鲟供试样品为渔业保护部门提供;西伯利亚鲟、达氏鲟、史氏鲟购自鲟鱼养殖场,其他用于对照试验的动物种类购自于南京农贸市场(表1)。

实训课中不必刻意实施“导生制”,有时就是一个小小的片段,有时却需贯穿整个课堂教学。教师对操作的讲解和指导仍是整个教学的基础,是不可替代的。

“你们小心点,别靠得太近。”另一名男子抬起头,露出脸上戴着的镂空黑皮面具,一双细长而有神的眼睛,带着灼灼光华,“不要忘了,她可是银盾军团的人。”

目前建立的中华鲟物种鉴定方法主要包括形态学鉴定、同工酶电泳分析、染色体组型分析、COI基因分析等方法,然而上述方法均存在某些局限性,不能对中华鲟及其产品进行快速而准确的检测。因此为给中华鲟提供及时而有效的保护,建立中华鲟及其产品的快速检测方法是十分必要的。

1.2.1 DNA 提取 使用Tiangen海洋动物组织基因组DNA提取试剂盒提取中华鲟及对照生物的DNA。

1.2.5 特异性评定 以中华鲟及对照生物的DNA为模板,并设置空白对照,进行TaqMan实时荧光PCR反应。

1.2.6 灵敏度测定

1.2.6.1 核酸浓度 以浓度为1.0×10-5ng/μl、 1.0×10-4ng/μl、1.0×10-3ng/μl、1.0×10-2ng/μl、1.0×10-1ng/μl 的中华鲟DNA为模板,设置空白对照,进行TaqMan实时荧光PCR扩增。

1.2.6.2 重组质粒 以每1 μl拷贝数达到1个拷贝、101个拷贝、102个拷贝、103个拷贝、104个拷贝的重组质粒DNA为模板,并设置空白对照,应用建立的TaqMan实时荧光PCR检测方法进行扩增。

将本研究建立的中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法应用于全国多个地区采集的63个鲟鱼样品中,检测结果显示:许多餐馆中号称的“中华鲟”其检测结果不是真正的中华鲟,而只是其他的一些鲟鱼品种。其中7个从相关科研单位得到已经鉴定的中华鲟标本,经检测才是真正的中华鲟,检测曲线图谱如图1所示。

2 结果与分析

2.1 重组质粒的构建

对重组质粒进行克隆与测序,克隆片段序列与NCBI上中华鲟的D-loop基因序列比对,结果显示能够准确扩增出长度为489 bp的中华鲟D-loop基因,并且扩增片段成功与质粒载体连接形成长度为3 181 bp的重组质粒。重组质粒克隆片段测序结果如下:GATCAAGGTATGTCGATGACAAGTCAGTCCTGCTTTTGGGGTTCGGCAAGAAATATAGGGCCTGTCCGACATAAGGGGGTAGGGGGTTTGTCGACAATAAACGCCCGCACCTCGAAGTTCATGTGGGGAGGCAAAATCAGGTCTTGTAAAACACTCTCATGTGTGGATGTTAGATATATGTCCTTGCATCATTCATTATTCATTCCTCCGAGCAGTTGTGTAATGTTCTACCTTGTTGTTCTTTTCTGAAGGAGTTCTACATGTCAGTGAATGGAAACCCAGATTAAAAGTGCCAAATGTTGACAAGATTCTTGGCATGTGGGGTCATGGATTTTACAGTATTTTTAACATCAATCATATGCCAGACATAGTTCAGTTATGGGGAGTTTAACTATTAATGGGCCTGAGATAGAAGCCAAATGCCAGTAATAGTTCAATTTTAGGTCTTTTACAGGTACTGTCCTTCATCTCATTAATCTTGTGTTCTTG提取的重组质粒DNA利用NanoDrop 1000 微量紫外分光光度计测定DNA的纯度和浓度,DNA的A260/A280平均值为1.77,DNA的平均浓度为2 789.3 ng/μl。重组质粒DNA的浓度稀释至28.0 ng/μl,根据公式计算拷贝数,相当于1 μl溶液中含有 8.16×109拷贝重组质粒DNA,用超纯水将重组质粒溶液稀释成1 μl 108个拷贝, -20 ℃保存备用。

为促进基础设施以及安全问题的解决,一定要在国家层面推动旅游发展战略,确保大数据在旅游中得到良好使用。可由国家旅游局进行顶层设计,制定行业整体规范和标准,落实大数据在旅游中的使用。同时针对个人隐私暴露的问题一定要设立相关法律或行业规范,充分保证客户的隐私。

细磨效果评价指标一般包括新生合格粒级含量、细磨效率等,细磨效率一般采用能耗来评价,可用处理单位矿石所消耗的电能表示。通过试验得到介质直径、磨机转速与新生粒级含量、细磨效果的关系如图 2~4 所示[8]。

2.2 特异性

F-R-P引物/探针组合对试验所检测各物种的特异性试验结果显示,当使用引物和探针组合F-R-P对48种DNA样本进行扩增时,只有在中华鲟的DNA样本出现扩增曲线,而在其他物种中没有出现扩增曲线。因此建立的中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法具有高度的特异性。

2.3 灵敏度

2.3.1 核酸浓度 应用建立的中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法对倍比稀释的中华鲟DNA进行扩增,结果见表2。试验结果显示中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法灵敏度可达到1.0×10-3 ng中华鲟DNA。

表2 中华鲟TaqMan实时荧光PCR体系的灵敏度(核酸浓度)Ct

Table 2 The Ct value of sensitivity of TaqMan real-time PCR system for Acipenser sinensis (the concentration of nucleic acids)

  

NDA质量(ng)Ct值0.1000029.360.0100032.750.0010034.770.00010-0.00001-空白对照-

2.3.2 重组质粒 应用建立的F-R-P检测体系对重组质粒DNA进行灵敏度的检测,扩增检测结果见表3。试验结果显示中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法灵敏度可达到100拷贝的重组质粒DNA。

2.4 检测方法的验证

1.2.7 TaqMan实时荧光PCR检测方法的验证 将本研究建立的实时荧光PCR检测方法应用于全国多个省市采集的63个鲟鱼样品,以验证该方法的特异性和灵敏度。

表3 中华鲟TaqMan实时荧光PCR体系的灵敏度(重组质粒)Ct

Table 3 The Ct value of sensitivity of TaqMan real-time PCR system for Acipenser sinensis (recombinant plasmid)

  

重组质粒拷贝数Ct值1000030.68100033.9910038.9510-1-空白对照-

  

图1 部分鲟鱼样品的检测曲线Fig.1 The amplification curves of some sturgeon samples

3 讨 论

1.2.3 重组质粒构建 以中华鲟DNA为模板,利用引物对其进行PCR扩增。PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,应用琼脂糖凝胶回收试剂盒回收目的产物,将目的DNA片段经TA克隆连接至pMD19-T载体中,得到重组质粒。重组质粒转化到感受态细胞DH5α内增殖,筛选阳性克隆,进行菌液PCR检测,取约100 μl阳性克隆菌液送南京钟鼎生物技术公司测序,以确定克隆片段序列的准确性。使用质粒提取试剂盒提取重组质粒,根据下列公式计算拷贝数:拷贝数=(质粒质量×6.02×1023)/(质粒分子碱基对数×324.50×2.00)。

目前,国内主要对3T-CMOS图像传感器开展了一些辐射效应研究,而对主流的4T-CMOS图像传感器的辐射效应研究较少。本文以电子作为辐照源,对不同偏置条件下的4T-CMOS图像传感器进行了辐照,主要对暗电流、饱和输出和暗信号非均匀性等特征参数进行了分析,深入认识了电子辐照导致CMOS图像传感器性能退化的机理。

实时荧光PCR技术在近年来发展迅速,已成为目前应用较为广泛的一种检测方法。实时荧光PCR技术中常用的荧光材料有SYBR Green染料、TaqMan探针、分子信标、荧光共振能量传递(FRET)探针、复合探针等[20]。其中,TaqMan探针是一种水解寡核苷酸探针,其序列与目标序列上下游引物之间的一段DNA模板完全互补,5′端标记报告荧光基团(Reporter),3′端标记淬灭荧光基团(Quencher),每扩增1条DNA链,就会有1个TaqMan探针被水解下来,并随之释放出一个荧光信号,荧光信号的积累与PCR产物的增加是同步进行的[20]。TaqMan实时荧光PCR检测技术能够避免非特异性产物与探针的杂交,从而保证了检测特异性[21]。目前该技术已经在多种动植物物种及其产品的鉴定方面得到了成功的应用[22]

D-loop区是线粒体基因组上DNA序列和长度变异最大的一段非编码区,各个物种的D-loop基因具有较好的特异性[23]。本研究根据NCBI上公布的中华鲟D-loop基因序列,应用分子生物学软件设计并筛选出相应的引物和探针组合,经过TaqMan实时荧光PCR扩增和克隆测序,设计的引物和探针组合能够特异、高效地扩增靶序列,扩增产物(长度为489 bp)测序结果与 NCBI上中华鲟D-loop基因序列一致。

本研究所建立的中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法,应用于大量实际样品后的试验结果均符合预期,充分证实了该方法可以应用于中华鲟的物种鉴定,该检测方法特异性好、灵敏度高、可操作性强,具有较好的应用和推广价值,可以为中国中华鲟的鉴别以及物种资源保护工作提供可靠的技术支撑。

参考文献:

(2)从案例一、二及相关资料分析可知,在构效关系研究中,由于化合物分子特征参数对化合物性能响应不同,很多参数对某一响应是不显著的;更为普遍的现象是显著项特征参数间还存在共线性现象,所以M项特征参数经筛选仅有限的m项进入构效关系模型。

[1] 王有基,袁明哲,吴芳丽,等. 长江流域中华鲟保育进展、存在问题及对策分析[J].生物学通报,2005,48(12) :1-5.

[9] 姜礼燔.环境污染对中华鲟 Acipenser sinensis Gray 影响的研究[J].现代渔业信息,1996,11(7):1-7.

[3] 杨 志,陶江平,唐会元,等. 三峡水库运行后库区鱼类资源变化及保护研究[J].人民长江,2012,43(10):62-67.

《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社、中国学术文献国际评价研究中心与清华大学图书馆自2012年以来,已连续7年,每年通过文献计量学方法对我国学术期刊的国际影响力进行评价,选出最具影响力的本土学术期刊,得到了学术界和期刊界以及相关部门的高度认可,对我国学术期刊的品牌建设发挥了积极的作用。

[4] 程金成,高 健,刘 健.中华鲟资源现状及其保护对策探讨[J].渔业现代化,2005(3):3-4.

[5] 常剑波,曹文宣.中华鲟物种保护的历史与前景[J].水生生物学报,1999,23(6):712-719.

[6] 邓 昕,邓中磷.中华鲟的保护生物学研究进展[J].动物学研究,1997,18(1):113-120.

[7] 胡小琴,姜翠玲,裴海峰,等.水环境变化对中华鲟的影响[J].水电能源科学,2009,27(3):35-37.

[8] 柯福恩.论中华鲟的保护与开发[J].淡水渔业,1999,29(9):4-7.

[2] HU J Y, ZHANG Z B, WEI Q W, et al. Malformations of the endangered Chinese sturgeon, Acipenser sinensis, and its causal agent [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, 106: 9339-9344.

[10] 魏开建,熊邦喜,赵小红,等. 五种蚌的形态变异与判别分析[J].水产学报,2003,27(1):13 -18.

[11] 高保全,刘 萍,李 健,等. 三疣梭子蟹野生群体同工酶的遗传多态性分析[J].水产学报,2007,31(1):1-6.

本文运用话语空间理论和趋近化理论,对2002年、2015年及2017年的《美国国家安全战略报告》进行了分析,发现在《报告》所构建的话语空间中,中国的定位从“伙伴关系”转变为“竞争对手”,由靠近话语指示中心移动到了边缘地区。特朗普政府的《报告》首先将中国定位为消极的外部实体,进而利用趋近化话语策略,从时间、空间、价值观三个维度将物理空间中遥远的中国建构成不断迫近的威胁,使读者产生恐惧情绪,从而实现“美国至上”这一政治目标的合法化。

[12] GRAZYNA F S, FOPP B D, JANKUN M, et al. Note on the karyotype and NOR location of Siamese fighting fish Betta splendens (Perciformes, Osphronemidae) [J].Caryologia, 2008, 61(4):349-353.

[13] 柳淑芳,陈亮亮,戴芳群,等. 基于线粒体 CO1基因的DNA条码在石首鱼科(Sciaenidea)鱼类系统分类中的应用[J]. 海洋与湖沼,2010,41(2):223-231.

[14] 陈 旭,齐凤坤,康立功,等. 实时荧光定量PCR技术研究进展及其应用[J]. 东北农业大学学报,2010,41(8):148-155.

[15] OKUMA T A, HELLBERG R S. Identification of meat species in pet foods using a real-time polymerase chain reaction (PCR) assay [J]. Food Control, 2015, 50: 9-17.

在“展开技术比拼”议程中,教师引导学生从多个维度对比种子繁殖和嫁接繁殖的利弊,让学生体悟到结合生产实际需要,能够趋利避害地选择恰当的繁殖方式,甚至将两种繁殖方式进行有机的结合——在不同的繁殖阶段采用不同的繁殖方式,都是适应社会发展和技术进步的体现。在该部分教学活动中,学生通过自主对比学习,结合生产实际需要和社会发展趋势,能够树立采用合理的繁殖方式加以推广应用的观点,不仅仅实现了对学生科学探究能力的培养,更是有效激发了学生的社会责任。这一举多得的设计与核心素养创设的总体框架相吻合。

[16] KÖPPEL R, BUCHER T, FREI A, et al. Droplet digital PCR versus multiplex real-time PCR method for the detection and quantification of DNA from the four transgenic soy traits MON87769, MON87708, MON87705 and FG72, and lectin [J]. European Food Research and Technology, 2015, 241(4): 521-527.

[17] PEGELS N, GONZLEZ I, GARCA T, et al. Authenticity testing of wheat, barley, rye and oats in food and feed market samples by real-time PCR assays [J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 60(2): 867-875.

[18] PAN A, YANG L, XU S, et al. Event-specific qualitative and quantitative PCR detection of MON863 maize based upon the 3’-transgene integration sequence [J]. Journal of Cereal Science, 2006, 43(2): 250-257.

[19] 吴永彬,肖维威,马文丽. 实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用[J]. 生物技术通讯,2011,22(4):575-579.

式中:l3为杆3的长度,lr为点A、C间的距离,S为夹持力作用点到D点的距离,α为杆r与水平方向的夹角,M为A点输入扭矩,F34为D点处杆3对杆4的作用力。

[20] GOMEZ D K,SATO J,MUSHIAKE K,et al. PCR based detection of betanodaviruses from cultured and wild marine fish with no clinical signs[J]. J Fish Dis,2004,27(10):603-608.

[21] PEGELS N,GARCA T, MARTN R, et al. Market analysis of food and feed products for detection of horse DNA by a TaqMan Real-Time PCR [J].Food Analytical Methods,2014, 8(2): 489-498.

[22] SCHOLTENS I M J, PRINS T W, RAAMSDONK L W D V.Specificity of a novel TaqMan PCR method for detection of poultry DNA [J].Food Control, 2017,73: 532-539.

基于以上的学习模式,英语零班适用于英语基础较好,对英语具有浓厚的学习兴趣及热情,并具备很强的学习主动性,能够积极主动的完成学习任务,并具备团队意识,协作能力强的学生。

[23] 黄志坚,徐晓鹏,唐晶晶,等.淡水鱼类线粒体DNA D-loop 基因的引物设计和应用[J].中山大学学报(自然科学版),2009,48(4) : 84-88.

 
陈光哲,郑红霞,祝长青
《江苏农业学报》 2018年第02期
《江苏农业学报》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号