Taq DNA聚合酶的分子改造及其在探针法qPCR直扩体系中的应用

Taq DNA聚合酶作为实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)技术的核心组分,其性能优劣直接影响qPCR技术的进一步发展。然而,野生型Taq DNA聚合酶的耐抑制剂性能差、延伸性能不足。为获得具有高性能的Taq DNA聚合酶,采用基因工程技术将双链DNA结合蛋白Sso7d或Sto7d融合在野生型Taq DNA聚合酶的N端或C端,构建了4个均可溶表达的改造体,再经过耐受性测试筛选较优的改造体,结果显示:改造体Taq-Sto的耐受性最高,其热稳定性不受影响,且在1 s/kbp的延伸条件下能成功扩增靶标,表明Taq-Sto具有增强的延伸性能,在TaqMan探针法qPCR体系中对腐殖酸、单宁酸、全血等抑制剂同样表现出良好的耐受性。EMSA实验发现:Taq-Sto对DNA模板的结合亲和力有所提高,有利于增强Taq-Sto对模板的竞争力;将Taq-Sto应用于非洲猪瘟病毒(ASFV)的TaqMan探针法qPCR检测,与商品化试剂相比,Taq-Sto具有更低的ASFV检出限,且在体积分数为2%~6%的猪粪便样本或猪肉样本中的检测灵敏度分别为100.0%和85.4%,说明Taq-Sto在直扩qPCR检测领域更具有优势。

牛冠状病毒TaqMan荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为建立牛冠状病毒TaqMan荧光定量PCR检测方法,根据GenBank收录的牛冠状病毒AKS-01株N基因序列(KU886219)保守区设计特异性引物和探针,构建重组质粒并进行反应条件优化、特异性试验、重复性试验以及敏感性试验,建立一种检测BCoV的TaqMan荧光定量PCR方法。结果显示,建立的牛冠状病毒TaqMan荧光定量PCR检测方法特异性、敏感性和重复性均良好。该方法BCoV重组质粒标准品在5.75×10^(7)~5.75×10^(3)copies/μL时与Ct值呈现良好线性关系,该方法对牛轮状病毒、牛传染性鼻气管炎病毒、牛病毒性腹泻病毒、牛副流感病毒3型均无交叉反应,特异性良好;该方法对BCoV重组质粒标准品最低检测限为5.75×10^(1)copies/μL;批内和批间重复性试验结果稳定,变异系数均小于2%。利用所建立的TaqMan荧光定量PCR方法对收集的132份样品进行检测,与常规PCR相比,两者符合率为96.21%,可为BCoV的临床检测和流行病学调查提供技术支持。

大口黑鲈弹状病毒Taq Man荧光定量PCR检测方法的建立及初步应用

为建立快速、敏感的大口黑鲈弹状病毒(MSRV)流行株Taq Man荧光定量PCR (qPCR)方法,本研究采用NCBI分析MSRV流行株N基因的保守序列,设计特异性引物和Taq Man探针,以构建的并经PCR和测序鉴定正确的重组质粒标准品p MD18-MSRV-N为模板,通过优化各反应条件初步建立MSRV的Taq Man q PCR检测方法。结果显示,建立的Taq Man q PCR方法标准曲线的R2为0.9906,质粒标准品在6.79×10^(8)拷贝/μL~6.79×10^(2)拷贝/μL范围内与Ct值均存在较好的线性关系。采用该方法检测MSRV及相关病毒,评估该方法的特异性,结果显示,该方法可以特异性检测MSRV,而草鱼出血病病毒、神经坏死病毒、鲤春病毒血症病毒、大口黑鲈双RNA病毒、鳜蛙虹彩病毒、传染性脾肾坏死病毒、石斑鱼虹彩病毒、大口黑鲈蛙虹彩病毒等8种常见鱼类病毒检测结果均为阴性;采用建立的方法检测不同浓度的质粒标准品(6.79×10^(8)拷贝/μL~6.79×10^(1)拷贝/μL),评估该方法的敏感性,结果显示,该方法的检测限为6.79×10^(2)拷贝/μL,比文献中的常规PCR方法敏感1 000倍;以不同批次或同一批次提取的不同浓度的质粒标准品作为模板,分别利用该方法检测,评估该方法的重复性,结果显示,该方法批内和批间重复性试验的变异系数均小于2%。采用该方法和文献中的常规PCR同时检测71份临床发病的大口黑鲈、鳜鱼、鲮鱼组织样品,结果显示阳性率为16.9%(12/71),阴性率为83.1%(59/71),且阳性样品均是从发病大口黑鲈的组织样品中检测到,而发病的鳜鱼、鲮鱼组织样品中均未检测到该病毒;常规PCR方法的阳性率为9.9%(7/71),阴性率为90.1%(64/71),二者的总符合率为93.0%。本研究建立的MSRV Taq Man q PCR方法特异性强、敏感性高、重复性和准确性均较好,可用于大口黑鲈临床样品的检测,为MSRV的快速检测提供了可行的技术手段。

鸡毒支原体 Taq Man实时荧光定量PCR检测方法的建立

为快速检测鸡毒支原体,根据鸡毒支原体的保守基因设计特异性引物和Taq Man探针,建立鸡毒支原体Taq Man实时荧光定量PCR方法并分析鸡毒支原体培养过程中颜色单位改变法(color change unit,CCU)和荧光定量PCR检测的相关性。结果显示,标准曲线y=-3.646x+44.208,相关系数R^(2)=0.998,最低检测限度为1 copy/μL;与其他菌株等均无交叉反应;组内和组间变异系数均小于3%,表明该方法具有良好的稳定性和可重复性。用建立的实时荧光定量PCR检测方法对26份临床样品进行检测,该方法较普通PCR方法检出率更高。建立的荧光定量PCR与CCU显示鸡毒支原体在对数生长期时,两者具有一定的对应关系。表明建立了鸡毒支原体Taq Man探针实时荧光定量PCR检测方法,可实现对鸡毒支原体的快速检测,为鸡毒支原体感染的防控提供技术基础。

基于新型高保真Taq酶的多重等位基因特异性PCR方法的建立与应用

在8号染色体存在部分替换片段的小鼠上挑选3个SNP位点进行初步方案检验,包括高保真Taq酶的特异性测试以及引物浓度对分型结果的影响,并评价该方法的灵敏度;之后应用该技术检测野生1号染色体替换系小鼠上的9个SNP的不同样本。对Taq酶的特异性研究表明:引物在未引入突变的前提下检测结果与测序结果保持一致;引物稀释实验说明浓度最低为0.003~0.006μmol/L,灵敏度的检测结果表示最低浓度检测限可达0.07 ng/μL以下。最后检测得到5种标准样本的基因型,其代表9个SNP的组合。成功验证并建立该新型高特异性Taq酶应用于多重等位基因特异性PCR实验的总体流程。提供一套具备高特异性、能够针对多个SNP位点进行检测的低成本方案,对多重等位基因特异性PCR技术的开发同样具有参考价值。

猪肺炎支原体和猪鼻支原体TaqMan双重荧光PCR检测方法的建立及应用

为建立一种可快捷鉴别检测猪肺炎支原体(Mhp)和猪鼻支原体(Mhr)的方法,针对Mhp的183基因和Mhr的p37基因保守片段,分别设计合成引物及TaqMan探针,优化反应条件,建立一种可同时检测Mhp和Mhr的TaqMan双重荧光PCR方法,并评价其特异性、敏感性和重复性。结果表明,该方法特异性强,检测其他常见猪呼吸系统病原不发生交叉反应;对标准品pMD18-T-Mhp-183、pMD18-T-Mhr-P37的最低检测限分别达45.2 copies/μL和29.7 copies/μL,比普通PCR检测灵敏度提高10^(3)~10^(4)倍;该方法检测结果的批内与批间变异系数均小于2%。用该方法检测145份广西自治区内临床样品,从中检出82份Mhp和9份Mhr阳性样品。该方法可用于临床样品快速检测及实验室Mhp和Mhr的鉴定,可为Mhp和Mhr在猪群中的早期监测提供技术支持。

羊贝氏柯克斯体TaqMan荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为建立检测贝氏柯克斯体(Coxiella burnetii)实时荧光定量PCR方法,根据GenBank上收录的C.burnetii RSA439株com1基因序列(CP040059.1)保守区设计特异性引物和探针,并构建重组质粒及优化反应条件,以期建立一种检测贝氏柯克斯体的Taq Man荧光定量PCR方法。结果显示,该方法所建立标准曲线线性关系良好;敏感性试验结果显示,最低检出限为2.45×10^(2) copies/μL,与PCR最低检出限为2.45×10^(4) copies/μL相比较,灵敏度提高了100倍;对羊支原体、羊流产衣原体、羊布鲁氏菌等均无交叉反应,批内和批间重复性试验结果稳定,变异系数均小于3%,说明特异性、重复性好;利用该方法对收集的126份样品进行检测,结果显示样品阳性率为9.52%,常规PCR检测阳性率为7.14%,符合率为90.47%。该方法可为贝氏柯克斯体临床上快速检测及防控提供技术支持。

TaqMan探针双重实时荧光定量PCR法同步检测兰花中的建兰花叶病毒和齿兰环斑病毒

为建立一种同步定量检测建兰花叶病毒(cymbidium mosaic virus,CymMV)和齿兰环斑病毒(odontoglossum ringspot virus,ORSV)的高效检测方法,本研究根据CymMV和ORSV CP基因高度保守区分别设计引物和探针并筛选,获得156 bp和148 bp的靶标序列及对应的最优特异性引物探针组合,建立了基于TaqMan探针的双重实时荧光定量PCR方法。该方法最低检出限为1拷贝或6.2×10^(-3)fg,最低稳定检出限为10拷贝或6.2×10^(-2)fg,是RT-PCR的10~100倍;构建的标准曲线线性关系良好,扩增效率分别为97.7%和100.2%,相关系数R2分别为1.000和0.999;对其他5种常见病毒均无扩增曲线,检测特异性强;批组内与批组间重复性试验Ct值变异系数≤0.60%,重复性和稳定性好。利用该方法和基因芯片法分别对4个种属的66个兰花样品进行方法验证,该方法相较于基因芯片法检出率提高了53.85%(CymMV)和162.5%(ORSV)。综上所述,本方法可同时高通量检测CymMV和ORSV 2种病毒靶基因,结果可靠,应用前景广阔,可为开展病毒精准鉴定、科学防控以及从源头遏制病毒传播提供技术支撑。

猪细小病毒TaqMan荧光定量PCR检测方法的建立及应用

旨在建立一种猪细小病毒(PPV)快速准确PCR检测方法,根据PPV VP2基因的保守序列设计并合成1对特异性引物和1条特异性探针,建立了可检测PPV的TaqMan荧光定量PCR检测方法。建立的检测方法敏感性高,最低可检测8.76×10^(1)copies/μL的PPV VP2基因标准品;特异性试验结果显示,该方法检测猪流行性腹泻病毒、猪圆环病毒2型、伪狂犬病病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒均无交叉反应;重复性试验组内与组间变异系数均低于2%,重复性良好。用该方法检测102份临床样本,检出阳性样本16份,阳性检出率为15.69%,将检测出的阳性样本进行PCR扩增并测序,证实检测样品中确实存在PPV。该方法敏感性高、特异性强,适用于PPV的定量检测及猪细小病毒病的流行病学调查。

基于Taq-Man探针的多重qPCR检测DuCV·DEV·NGPV方法的建立与应用

[目的]建立一种快速、特异的鸭圆环病毒(DuCV)、鸭肠炎病毒(DEV)、新型鹅细小病毒(NGPV)的多重荧光定量PCR方法。[方法]针对DuCV、DEV、NGPV的基因保守区域序列,设计合成3对特异性引物及3种荧光基团标记的Taq-Man探针。构建重组质粒标准品,优化反应条件。建立针对DuCV、DEV、NGPV的多重荧光定量PCR检测方法。[结果]该方法能同时鉴别检测DuCV、DEV、NGPV,并且与其他常见鸭病毒病不发生交叉反应。对DuCV、DEV、NGPV最低检出限均为2.5×10^(1)copies/μL。该方法重复性好,组间和组内试验变异系数低于1.0%。用该方法检测150份临床样本,结果显示,DuCV、DEV、NGPV的阳性率分别为32.0%(48份)、23.3%(35份)和18.7%(28份),DuCV和DEV混合感染率为4.6%(7份),DuCV和NGPV混合感染率为8.6%(13份),总阳性率为87.3%(131份),未检出DEV和NGPV混合感染的结果。与常规PCR检测方法比较,阳性符合率为100%。[结论]该研究建立的基于Taq-Man探针的多重荧光定量PCR方法能够同时、快速、定量检测DuCV、DEV、NGPV。较普通PCR更敏感,实用性更强,有效避免了多次检测耗时长、费用高的问题,为DuCV、DEV、NGPV的监测和防控提供了有效可靠的检测技术。

虾十足目虹彩病毒1、肝肠胞虫及传染性早熟病毒多重Taq Man荧光定量PCR检测方法的建立与应用

为建立检测十足目虹彩病毒1(DIV1)、肝肠胞虫(EHP)、传染性早熟病毒(IPV)的多重Taq Man荧光定量PCR检测方法,本研究根据DIV1 MCP基因、EHP SSU基因与IPV polyprotein A基因设计特异性引物和Taq Man探针,经各反应条件的优化建立了同时检测DIV1、EHP及IPV的多重Taq Man荧光定量PCR方法。利用该方法检测DIV1、EHP、IPV、白斑综合征病毒、致急性肝胰腺坏死弧菌、传染性皮下及造血器官坏死病毒、虾偷死病毒、传染性肌肉坏死病毒、桃拉病毒、黄头病毒1型等主要虾类病毒,结果显示,该方法仅能扩增出DIV1、EHP和IPV,与其他主要虾类病原均无交叉反应,特异性较强。对10倍倍比稀释后等浓度等体积混合的DIV1、EHP和IPV质粒标准品混合物的检测结果显示,该方法对3种病原的质粒标准品的检测限均为1.67×10^(1)拷贝/μL,各病毒单一荧光定量PCR方法的检测限均为1.67×10~0拷贝/μL,多重Taq Man荧光定量PCR方法的灵敏度虽略低于单一荧光定量PCR方法,但是可以同时检测3种病原,检测效率高。选取3个浓度的pDIV1、pEHP、pIPV(5×10^(5)拷贝/μL、5×10^(4)拷贝/μL、5×10^(3)拷贝/μL)等浓度等体积混合的质粒标准品为模板,进行组内和组间重复性试验,结果显示组内与组间重复性试验的变异系数均小于1%,该方法重复性较好。利用该方法与DIV1、EHP、IPV单一荧光定量PCR方法同时检测105份虾苗和亲虾样品,结果显示,本研究建立的多重Taq Man荧光定量PCR方法对DIV1的检出率为21.9%(23/105),对EHP的检出率为14.3%(15/105),对IPV的检出率为45.7%(48/105),3种病原混合感染率为1.9%(2/105),与DIV1、EHP、IPV各单一荧光定量PCR方法的检测结果均一致,阳性样品的符合率达100%。本研究建立的DIV1、EHP、IPV多重Taq Man荧光定量PCR方法为临床同时检测该3种病原提供了特异、敏感、高效的技术手段。

诺如病毒TaqMan荧光定量PCR检测方法的设计与优化

为设计一种快速、高灵敏度检测诺如病毒(Norovirus,NV)的方法.本文通过检索参考NCBI数据库中收录的国内典型流行的NV毒株BJSMQ的基因序列NC_039476.1,合成了NV的标准重组质粒,根据NV的ORF1基因保守序列设计一组特异性引物和荧光探针;通过正交试验进行程序及试剂反应体系的优化,设计TaqMan荧光定量PCR检测方法.结果表明该检测方法具有高灵敏度,最低检测限可达1.2 copies/μL,且在标准重组质粒浓度1.2×10^(5)~1.2×10^(0) copies/μL范围内具有较好的线性关系,其R^(2)=0.9907;该方法特异性强,在病毒的混合重组质粒样液中仅与NV病毒反应;组内和组间的重复性良好,变异系数(CV)值均小于2%;在数字PCR试验中进一步验证了该方法的可行性.本文设计的TaqMan荧光定量PCR检测方法可用于NV毒株的快速准确检测,有望成为NV诊断的有效工具.

基于TaqMan MGB探针的大豆北方茎溃疡病菌快速检测

为准确快速检测检疫性真菌大豆北方茎溃疡病菌,根据大豆北方茎溃疡病菌及其近似种的模式分离物ITS序列差异,设计并合成1对特异性引物和1条MGB探针,建立大豆北方茎溃疡病菌的实时荧光PCR检测方法。特异性试验结果表明:该检测方法能特异性检测大豆北方茎溃疡病菌。灵敏度试验结果表明:最低检测限量为10μL反应体系中总DNA含量1.0 pg;实时荧光PCR优化反应条件为引物终浓度0.5μmol·L^(-1),探针终浓度0.6μmol·L^(-1)。实际样品检测结果表明:该方法可用于疑似受大豆北方茎溃疡病菌侵染的进境大豆样品的检测与初筛。此方法准确、快速、灵敏,整个反应过程约1 h,检测过程完全闭管,无需PCR后续处理,可作为大豆北方茎溃疡病菌检测防控方法。

TaqDNA聚合酶表达载体的构建及表达条件优化

Taq DNA聚合酶是基因工程中最重要的商业化工具酶之一,对于大量分子克隆的教学实验来说,存在一定的经济成本负担。一般基因工程实验室都有能力自主生产Taq酶,这样可以节省大量的科研经费,同时还可以培养学生综合实训能力。研究构建Taq DNA聚合酶表达载体,在大肠杆菌E.coli BL21(ED3)中表达,并成功提取Taq酶,检测其活性。PCR实验表明研究得到的Taq酶与商业化Taq酶的活力相当,为自主生产Taq DNA聚合酶教学实验室和研究实验室提供参考,极大降低实验室Taq酶的成本。

鸡贫血病毒Taq Man探针荧光定量PCR检测方法的建立

根据鸡贫血病毒(CAV)的基因序列,选取一段高度保守的基因序列作为目的片段设计引物与探针,将该目的片段克隆到pMD18-T载体中,作为阳性标准品。通过优化荧光定量PCR反应条件,建立了CAV的荧光定量PCR检测方法。结果表明,该检测方法的敏感性达到10个病毒拷贝/μL,与其他禽病病毒无交叉反应,批间与批内重复试验相关系数都小于5%。实验数据证明该检测方法敏感性高,特异性好,重复性佳。

猪细小病毒4型Taq Man荧光定量PCR方法的建立与应用

根据GenBank中发表的猪细小病毒4型(PPV4)全基因组序列,针对其结构蛋白VP2基因的保守序列,设计合成特异性引物及Taq Man探针,以VP2克隆质粒为标准品,通过对探针浓度、引物浓度、dNTP浓度、镁离子浓度以及退火温度进行调整,建立了PPV4的Taq Man荧光定量PCR。反应条件优化后,该方法在6.73×109copies/μL^6.73×101copies/μL范围内线性关系良好,相关系数为0.998;对PPV4的最低检测限为6.73×101copies/μL。特异性试验结果显示,用该方法检测其他基因型猪细小病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪瘟病毒及猪圆环病毒2型等临床常见病毒,结果均为阴性。批内及批间变异系数均低于2%。用建立的荧光定量PCR方法和普通PCR方法对672份临床病料感染情况进行检测,阳性率为1.93%,而普通PCR检出率仅为1.63%。本研究首次报告在我国猪群中存在PPV4,同时建立的荧光定量方法为PPV4的检测、体外敏感细胞的筛选以及病毒器官嗜性的研究等提供了快速而敏感的分子检测技术。

新型Taq Man-MGB探针实时荧光定量PCR检测人类mdr1基因

目的建立一种比现有方法敏感、准确性高、重复性好的人类mdr1基因的新型实时荧光定量PCR检测新方法。方法用Primer Express 2．0引物设计软件设计引物和MGB探针,以Taq Man-MGB探针技术为基础,运用Taq Man-MGB探针,以含有目的基因mdr1cDNA的质粒pHaMDR1／A为阳性模板,建立实时荧光定量PCR检测方法。结果所建立方法的最低检测限度为15个基因拷贝／反应,在待扩增DNA浓度为3．061×103 cps／ml-3．061×109cps／ml范围时,模板浓度与循环阈值(Ct)之间的相关性良好,决定系数r2为0．988243。结论应用Taq Man-MGB探针的实时荧光定量PCR方法检测人类mdr1基因,具有灵敏度高、特异性高和精确性高等优点。

Taq Man实时荧光定量PCR检测猪伪狂犬病病毒方法的建立与初步应用

根据猪伪狂犬病病毒gE基因保守序列,设计合成引物和探针,优化反应条件,建立实时定量荧光PCR方法。实验结果表明,当50pmol/L的引物0.3μL和5pmol/L的探针0.5μL时,反应体系获得的CT值较小,而荧光强度增加值最大;制作的标准曲线显示各浓度范围内具有良好的线性关系;可检测到相当于20拷贝/μL的病毒DNA;与猪细小病毒、圆环病毒和猪瘟病毒等不发生交叉反应;敏感性比常规PCR电泳检测高约100倍。该方法具有快速、特异、敏感、可定量,并可同时检测大量样品等优点。

西瓜细菌性果斑病菌Taq Man探针实时荧光PCR检测鉴定方法的建立

根据西瓜细菌性果斑病菌(Acidovorax avenaesubsp.citrulli)与相关细菌16S rDNA序列差异,设计出对西瓜细菌性果斑病菌具有稳定点突变特异性探针Aac-probe,利用该探针对23种供试菌株进行了实时荧光PCR检测实验。结果表明,只有西瓜细菌性果斑病菌能检测到荧光增强信号,其它细菌无荧光增强信号。该方法特异性强,灵敏度高,重复性好,可有效地应用于西瓜细菌性果斑病菌的检测。

Taq DNA聚合酶功能区域的定位

通过参Ｕ法定点突变产生了ＴａｑＤＮＡ聚合酶Ｎ端分别缺失３个，２３５个，２８７个和４４３个氨基酸的４个缺失体，利用Ｂａｌ－３１连续缺失法产生了ＴａｑＤＮＡ聚合酶的Ｃ端分别缺失了２个、１６个、２９个、３２个、３４个氨基酸的５个缺失体．经ＤＮＡ聚合酶活性测定表明Ｎ端缺失３个，２３５个，２８７个氨基酸后活力和完整的Ｔａｑ相近，而缺失４４３个氨基酸后则失去了ＤＮＡ聚合酶活力；Ｃ端的５个缺失体都失去了ＤＮＡ聚合酶活性．据此ＴａｑＤＮＡ聚合酶的功能区域被定位在２８７～８３２氨基酸之间．