本发明属生命科学和生物技术领域,特别涉及检测与急性早幼粒白血病(apl)发生有关的pml基因突变的引物、方法和试剂盒。
背景技术:
急性早幼粒白血病(acutepromyelocyticleukemia,apl)是一种起病凶险的恶性血液病,单纯依赖化疗,患者复发率高,总体生存较差。apl在中国人群中的发病率较其他人群高,可高达aml的17%~25.3%。apl的分子遗传学标志是pml-rara融合基因的形成,产生的pml-rara融合蛋白不仅是apl的分子标志,而且在apl发病中起关键作用。pml-rara融合蛋白可以与维甲酸受体(rxr)结合,中断正常的维甲酸信号通路,抑制基因转录,阻滞粒细胞分化,最终导致apl的发生。近来研究表明pml-rara的降解在apl白血病干细胞(leukemia-initiatingcell,lic)的清除中起着重要的作用。
pml基因位于15号染色体,包含10个外显子,属于trim家族。pml选择性剪接产生了不同分子量的亚型:pmli是最长的亚型,由882个氨基酸组成,最短的亚型是pmlviib,仅有435个氨基酸构成。rbcc/trim结构域存在于所有的pml亚型中,由外显子1~3编码。rbcc结构域有一个末端环指结构域(r)、两个b-box结构域(b1和b2)和一个α螺旋卷曲螺旋结构域组成。pml蛋白具有多种生物学活性,包括抗病毒活性、肿瘤抑制作用、参与祖细胞分化、调节基因转录、诱导细胞凋亡等等。有研究表明pml的降解对于慢性粒细胞白血病(cml)静止期lic的清除有重要作用。pml的类泛素化促进前髓细胞白血病核小体(pml-nbs)形成,从而促进pml依赖的肿瘤抑制效应。
三氧化二砷(as203)治疗可以使apl患者达到完全缓解,能够选择性地作用于pml-rara和pml,导致蛋白降解。as203能够促进pml的核基质转移、sumo化修饰和降解,在6h左右能够促进pml-nbs的增大;对于apl细胞,as203在12h左右能够促使pml-nbs重新形成,24h左右能够促使pml-rara的降解。有研究显示as203对pml-rara有类似的生物学效应,而对rara则没有作用,这也说明pml-rara融合蛋白中的pml部分是as203的直接作用靶点。
2014年最新版美国权威指南nccn(nationalcomprehensivecancernetwork)和我国急性早幼粒细胞白血病诊治指南均新增维甲酸+砷剂作为apl患者的一线选择推荐。黄晓军课题组在一项研究中首次发现4个新的pml突变位点——a216t/s214l/l217f/s220g,并提出砷剂耐药时pml突变存在一个“突变热点区(c202-s220)”,该热点突变区位于pml基因的外显子3,即rbcc结构域中的b2结构域。文献报道指出,a216v、s214l、a216t对砷剂治疗具有强耐受,l217f、s220g对砷剂治疗表现弱耐受。这些发现完善了人们对apl患者砷剂耐药机制的认识。
因此,对pml基因多态性的检测,将有助于apl患者在砷剂治疗过程中进行耐药监测,从而及时调整治疗方案,提高治愈率,减少复发,在临床上具有重要的意义,有望实现apl的分层治疗和个性化治疗,并为下一步克服耐药的研究提供靶点。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供检测pml基因突变的引物,所述引物包括:至少一对扩增引物用于扩增pml基因,所述至少一对扩增引物选自
pml-exon1-f/pml-exon1-r、pml-exon2-f/pml-exon2-r、
pml-exon3-f/pml-exon3-r、pml-exon4-f/pml-exon4-r、
pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、pml-exon7-f/pml-exon7-r、
pml-exon8-f/pml-exon8-r、pml-exon9-f/pml-exon9-r、
pml-exon10-f/pml-exon10-r,其碱基序列为:
pml-exon1-f:tgtaaaacgacggccagtccgctttaccgtaagtcag
pml-exon1-r:aacagctatgaccatgcaaatcctccgttagaccc
pml-exon2-f:tgtaaaacgacggccagtgggcttttgggacttctc
pml-exon2-r:aacagctatgaccatgcctctacctggtacttgga
pml-exon3-f:tgtaaaacgacggccagtcaggatagtgcctttggc
pml-exon3-r:aacagctatgaccatgctgtgccctggaacctaa
pml-exon4-f:tgtaaaacgacggccagtgcactctaatgccacctc
pml-exon4-r:aacagctatgaccatggacctcaaacccatctcag
pml-exon5/6-f:tgtaaaacgacggccagtaaaggaggtgatgtgatgg
pml-exon5/6-r:aacagctatgaccatgggtgagactgccttggag
pml-exon7-f:tgtaaaacgacggccagtatagataaggcacagcaaga
pml-exon7-r:aacagctatgaccatgccctgggacctgaaatgg
pml-exon8-f:tgtaaaacgacggccagtaatccctgacgcttggtt
pml-exon8-r:aacagctatgaccatgggctctgcctgcacttct
pml-exon9-f:tgtaaaacgacggccagtctgctatcccaccacaacc
pml-exon9-r:aacagctatgaccatgcggccttggagtagatgc
pml-exon10-f:tgtaaaacgacggccagtgccctctttggcacatta
pml-exon10-r:aacagctatgaccatgagaaggagaccctggagc。
进一步地,还包括一对测序引物m13f和m13r,其碱基序列为:
m13f:tgtaaaacgacggccagt
m13r:aacagctatgaccatg。
本发明的目的还在于提供一种检测pml基因突变的方法,包括以下步骤:
(1)提取样本中的dna;
(2)利用至少一对扩增引物对(1)中的dna进行扩增,获得扩增产物;
(3)利用一对测序引物对(2)中的扩增产物进行测序,获得所述扩增产物的碱基序列;
(4)将(3)中的碱基序列与pml基因外显子野生型参考序列进行比较,确定突变位点是否存在,所述至少一对扩增引物选自pml-exon1-f/pml-exon1-r、
pml-exon2-f/pml-exon2-r、pml-exon3-f/pml-exon3-r、
pml-exon4-f/pml-exon4-r、pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、
pml-exon7-f/pml-exon7-r、pml-exon8-f/pml-exon8-r、
pml-exon9-f/pml-exon9-r、pml-exon10-f/pml-exon10-r;所述一对测序引物选自m13f和m13r,其碱基序列为:
pml-exon1-f:tgtaaaacgacggccagtccgctttaccgtaagtcag
pml-exon1-r:aacagctatgaccatgcaaatcctccgttagaccc
pml-exon2-f:tgtaaaacgacggccagtgggcttttgggacttctc
pml-exon2-r:aacagctatgaccatgcctctacctggtacttgga
pml-exon3-f:tgtaaaacgacggccagtcaggatagtgcctttggc
pml-exon3-r:aacagctatgaccatgctgtgccctggaacctaa
pml-exon4-f:tgtaaaacgacggccagtgcactctaatgccacctc
pml-exon4-r:aacagctatgaccatggacctcaaacccatctcag
pml-exon5/6-f:tgtaaaacgacggccagtaaaggaggtgatgtgatgg
pml-exon5/6-r:aacagctatgaccatgggtgagactgccttggag
pml-exon7-f:tgtaaaacgacggccagtatagataaggcacagcaaga
pml-exon7-r:aacagctatgaccatgccctgggacctgaaatgg
pml-exon8-f:tgtaaaacgacggccagtaatccctgacgcttggtt
pml-exon8-r:aacagctatgaccatgggctctgcctgcacttct
pml-exon9-f:tgtaaaacgacggccagtctgctatcccaccacaacc
pml-exon9-r:aacagctatgaccatgcggccttggagtagatgc
pml-exon10-f:tgtaaaacgacggccagtgccctctttggcacatta
pml-exon10-r:aacagctatgaccatgagaaggagaccctggagc;
m13f:tgtaaaacgacggccagt
m13r:aacagctatgaccatg。
本发明的目的还在于一种检测pml基因突变的试剂盒,所述试剂盒包括检测体系pcr扩增反应液、测序体系试剂,其中,检测体系pcr扩增反应液包括至少一对扩增引物,所述测序体系试剂包括一对测序引物,所述至少一对扩增引物选自pml-exon1-f/pml-exon1-r、pml-exon2-f/pml-exon2-r、
pml-exon3-f/pml-exon3-r、pml-exon4-f/pml-exon4-r、
pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、pml-exon7-f/pml-exon7-r、
pml-exon8-f/pml-exon8-r、pml-exon9-f/pml-exon9-r、
pml-exon10-f/pml-exon10-r;所述一对测序引物选自m13f和m13r,其碱基序列为:
pml-exon1-f:tgtaaaacgacggccagtccgctttaccgtaagtcag
pml-exon1-r:aacagctatgaccatgcaaatcctccgttagaccc
pml-exon2-f:tgtaaaacgacggccagtgggcttttgggacttctc
pml-exon2-r:aacagctatgaccatgcctctacctggtacttgga
pml-exon3-f:tgtaaaacgacggccagtcaggatagtgcctttggc
pml-exon3-r:aacagctatgaccatgctgtgccctggaacctaa
pml-exon4-f:tgtaaaacgacggccagtgcactctaatgccacctc
pml-exon4-r:aacagctatgaccatggacctcaaacccatctcag
pml-exon5/6-f:tgtaaaacgacggccagtaaaggaggtgatgtgatgg
pml-exon5/6-r:aacagctatgaccatgggtgagactgccttggag
pml-exon7-f:tgtaaaacgacggccagtatagataaggcacagcaaga
pml-exon7-r:aacagctatgaccatgccctgggacctgaaatgg
pml-exon8-f:tgtaaaacgacggccagtaatccctgacgcttggtt
pml-exon8-r:aacagctatgaccatgggctctgcctgcacttct
pml-exon9-f:tgtaaaacgacggccagtctgctatcccaccacaacc
pml-exon9-r:aacagctatgaccatgcggccttggagtagatgc
pml-exon10-f:tgtaaaacgacggccagtgccctctttggcacatta
pml-exon10-r:aacagctatgaccatgagaaggagaccctggagc;
m13f:tgtaaaacgacggccagt
m13r:aacagctatgaccatg。
进一步地,所述检测体系pcr扩增反应液还包括2×pcrbuffer、dntps和kodfxdnapolymerase。
进一步地,所述测序体系试剂还包括测序纯化液、edta、无水乙醇、75%乙醇、hidi和bigdyeterminatorv3.1。
进一步地,所述测序纯化液包括核酸外切酶i和牛小肠碱性磷酸酶。
进一步地,所述试剂盒还包括空白对照品。
本发明的有益效果:(1)本发明设计了扩增pml基因全部10个外显子序列的引物,并且通过加接头,使所有9对引物的pcr产物均可以用一种测序引物进行测序;(2)采用pcr技术,构建了稳定的扩增体系,通过调整引物浓度、退火温度等反应条件,可使扩增效率达到最佳,此外,pml基因的突变类型种类繁多且遍布整个基因,因此本发明所述引物既能将所述pml全外显子序列都扩增出来,也保证无论这些外显子的何处位置发生突变,都不会出现漏检的情况;(3)相比较荧光定量pcr法降低了检测的成本和难度,这是因为荧光定量pcr法要针对不同的突变类型设计多个探针,成本高,检测难度大;(4)基于pml不同外显子的序列特征,本发明让pml基因的外显子5和外显子6共用一对扩增引物,即利用一对扩增引物pml-exon5/6-f和pml-exon5/6-r将pml基因的外显子5和外显子一起扩增,而不用分别针对外显子5和外显子6设计一对扩增引物,这不仅能够降低设计的扩增引物数量,而且还能有效地节省检测试剂用量和检测成本。
附图说明
图1为pml基因在人染色体上定位图。
图2~10为9对引物扩增pml基因10个外显子的pcr产物电泳图,m为markerdl2000,1~16为送检的血液样本1~16号。
图11~19分别为样本1的pml基因第1~10号外显子野生型测序截图。
图11显示是样本1的pml基因1号外显子野生型测序截图。
图12显示是样本1的pml基因2号外显子野生型测序截图。
图13显示是样本1的pml基因3号外显子野生型测序截图。
图14显示是样本1的pml基因4号外显子野生型测序截图。
图15显示是样本1的pml基因5、6号外显子野生型测序截图。
图16显示是样本1的pml基因7号外显子野生型测序截图。
图17显示是样本1的pml基因8号外显子野生型测序截图。
图18显示是样本1的pml基因9号外显子野生型测序截图。
图19显示是样本1的pml基因10号外显子野生型测序截图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明。应当注意的是,实施例中未说明的常规条件和方法,通常按照所属领域实验人员常规采用方法:譬如,奥斯柏和金斯顿主编的《精编分子生物学实验指南》第四版,或者按照制造厂商所建议的步骤和条件。
实施例1
一种检测pml基因突变的引物,所述引物是针对pml全部外显子设计的,包括:
(1)扩增pml基因第1外显子序列的引物:
pml-exon1-f:tgtaaaacgacggccagtccgctttaccgtaagtcag
pml-exon1-r:aacagctatgaccatgcaaatcctccgttagaccc;
(2)扩增pml基因第2外显子序列的引物:
pml-exon2-f:tgtaaaacgacggccagtgggcttttgggacttctc
pml-exon2-r:aacagctatgaccatgcctctacctggtacttgga;
(3)扩增pml基因第3外显子序列的引物:
pml-exon3-f:tgtaaaacgacggccagtcaggatagtgcctttggc
pml-exon3-r:aacagctatgaccatgctgtgccctggaacctaa;
(4)扩增pml基因第4外显子序列的引物:
pml-exon4-f:tgtaaaacgacggccagtgcactctaatgccacctc
pml-exon4-r:aacagctatgaccatggacctcaaacccatctcag;
(5)扩增pml基因第5/6外显子序列的引物:
pml-exon5/6-f:tgtaaaacgacggccagtaaaggaggtgatgtgatgg
pml-exon5/6-r:aacagctatgaccatgggtgagactgccttggag;
(6)扩增pml基因第7外显子序列的引物:
pml-exon7-f:tgtaaaacgacggccagtatagataaggcacagcaaga
pml-exon7-r:aacagctatgaccatgccctgggacctgaaatgg;
(7)扩增pml基因第8外显子序列的引物:
pml-exon8-f:tgtaaaacgacggccagtaatccctgacgcttggtt
pml-exon8-r:aacagctatgaccatgggctctgcctgcacttct。
(8)扩增pml基因第9外显子序列的引物:
pml-exon9-f:tgtaaaacgacggccagtctgctatcccaccacaacc
pml-exon9-r:aacagctatgaccatgcggccttggagtagatgc;
(9)扩增pml基因第10外显子序列的引物:
pml-exon10-f:tgtaaaacgacggccagtgccctctttggcacatta
pml-exon10-r:aacagctatgaccatgagaaggagaccctggagc;
特别地,所述引物还包括一对测序引物m13f和m13r,所述测序碱基序列为:
m13f:tgtaaaacgacggccagt
m13r:aacagctatgaccatg。
一种检测pml基因突变的试剂盒,包括
(1)检测体系pcr反应液;
(2)测序体系试剂;
检测体系pcr扩增反应液包括:2×pcrbuffer;2mmdntps;kodfxdnapolymerase(1u/μl);扩增pml基因的至少一对扩增引物,所述至少一对扩增引物选自pml-exon1-f(10μm)/pml-exon1-r(10μm)、pml-exon2-f(10μm)/pml-exon2-r(10μm)、pml-exon3-f(10μm)/pml-exon3-r(10μm)、pml-exon4-f(10μm)/pml-exon4-r(10μm)、pml-exon5/6-f(10μm)/pml-exon5/6-r(10μm)、pml-exon7-f(10μm)/pml-exon7-r(10μm)、pml-exon8-f(10μm)/pml-exon8-r(10μm)、pml-exon9-f(10μm)/pml-exon9-r(10μm)、pml-exon10-f(10μm)/pml-exon10-r(10μm),其中,这些扩增引物的序列为:
pml-exon1-f:tgtaaaacgacggccagtccgctttaccgtaagtcag
pml-exon1-r:aacagctatgaccatgcaaatcctccgttagaccc
pml-exon2-f:tgtaaaacgacggccagtgggcttttgggacttctc
pml-exon2-r:aacagctatgaccatgcctctacctggtacttgga
pml-exon3-f:tgtaaaacgacggccagtcaggatagtgcctttggc
pml-exon3-r:aacagctatgaccatgctgtgccctggaacctaa
pml-exon4-f:tgtaaaacgacggccagtgcactctaatgccacctc
pml-exon4-r:aacagctatgaccatggacctcaaacccatctcag
pml-exon5/6-f:tgtaaaacgacggccagtaaaggaggtgatgtgatgg
pml-exon5/6-r:aacagctatgaccatgggtgagactgccttggag
pml-exon7-f:tgtaaaacgacggccagtatagataaggcacagcaaga
pml-exon7-r:aacagctatgaccatgccctgggacctgaaatgg
pml-exon8-f:tgtaaaacgacggccagtaatccctgacgcttggtt
pml-exon8-r:aacagctatgaccatgggctctgcctgcacttct
pml-exon9-f:tgtaaaacgacggccagtctgctatcccaccacaacc
pml-exon9-r:aacagctatgaccatgcggccttggagtagatgc
pml-exon10-f:tgtaaaacgacggccagtgccctctttggcacatta
pml-exon10-r:aacagctatgaccatgagaaggagaccctggagc。
测序体系试剂包括:测序纯化液,包括0.6u核酸外切酶i(exoi)和1.2u小牛肠碱性磷酸酶(cip);edta(125mmol)、无水乙醇、75%乙醇、hidi(高度去离子甲酰胺):一对测序引物m13f(3.2μm)和m13r(3.2μm),以及bigdyeterminatorv3.1(购买自美国appliedbiosystems公司),其中,这对测序引物的序列为:
m13f:tgtaaaacgacggccagt
m13r:aacagctatgaccatg。
优选地,该试剂盒还包括血液dna抽提试剂。所述血液dna抽提试剂,可自行配制,也可从市场上购买,如购买天根生物科技有限公司购买的血液dna抽提试剂。
优选地,该试剂盒还包括空白对照品。空白对照品为2μl生理盐水或不加任何物质。
实施例2
血液/细胞/组织基因组dna抽提试剂盒(天根生物)的操作流程:
(1)抽提血液样本中的组织dna:1)抽取300μl血液加入900μl红细胞裂解液,颠倒混匀,室温放置5分钟,期间再颠倒混匀几次。12,000rpm离心1min,吸去上清,留下白细胞沉淀,加200μl缓冲液ga,振荡至彻底混匀。2)加入20μl蛋白酶k溶液,混匀。3)加入200μl缓冲液gb,充分颠倒混匀,70℃放置10分钟,溶液应变清亮,简短离心以去除管盖内壁的水珠。4)加入200μl无水乙醇,充分振荡混匀15秒,此时可能会出现絮状沉淀,简短离心以去除管盖内壁的水珠。5)将上一步所得溶液和絮状沉淀都加入一个吸附柱cb3中(吸附柱放入收集管中),12,000rpm离心30秒,倒掉废液,将吸附柱cb3放回收集管中。6)向吸附柱cb3中加入500μl缓冲液gd(使用前请先检查是否已加入无水乙醇),12,000rpm离心30秒,倒掉废液,将吸附柱cb3放入收集管中。7)向吸附柱cb3中加入700μl漂洗液pw(使用前请先检查是否已加入无水乙醇),12,000rpm离心30秒,倒掉废液,将吸附柱cb3放入收集管中。8)向吸附柱cb3中加入500μl漂洗液pw,12,000rpm离心30秒,倒掉废液。9)将吸附柱cb3放回收集管中,12,000rpm离心2分钟,倒掉废液。将吸附柱cb3置于室温放置数分钟,以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液。10)将吸附柱cb3转入一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位悬空滴加100μl洗脱缓冲液te,室温放置2-5分钟,12,000rpm离心2分钟,将溶液收集到离心管中,获得样本dna溶液。
(2)试剂配置:按检测人份数配置检测体系pcr反应液各xμl,每人份19μl分装:
x=19μl反应液×(n份标本+1份空白对照品)
n为检测标本数。
(3)加样:将(1)中获得的样本dna溶液以及空白对照品各取1μl分别加入反应管中。
(4)扩增:检测在常规pcr仪上进行,可用仪器包括abiveriti(美国appliedbiosystems公司)等。pcr扩增反应条件如表1所示。测体系pcr扩增反应液配制方法如表2所示。用于pcr扩增的每对引物的相关性质如表3所示。
表1.pcr扩增反应条件
表2.检测体系pcr扩增反应液配制
注:表中的primerf/primerr选自pml-exon1-f/pml-exon1-r、
pml-exon2-f/pml-exon2-r、pml-exon3-f/pml-exon3-r、pml-exon4-f/pml-exon4-r、pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、pml-exon7-f/pml-exon7-r、pml-exon8-f/pml-exon8-r、pml-exon9-f/pml-exon9-r、pml-exon10-f/pml-exon10-r。pcr所用kodfox由toyobo公司提供,引物primerf和primerr由上海英潍捷基公司合成。
表3.pcr扩增时每对扩增引物的相关性质
(5)电泳:对(4)中的扩增产物进行电泳,电泳条件为1.5%琼脂糖凝胶电泳,110v,25min。电泳结束后,进行凝胶成像系统观察。
如图2~10所示,即取16例血液样本以pml-exon1-f/pml-exon1-r、
pml-exon2-f/pml-exon2-r、pml-exon3-f/pml-exon3-r、
pml-exon4-f/pml-exon4-r、pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、
pml-exon7-f/pml-exon7-r、pml-exon8-f/pml-exon8-r、
pml-exon9-f/pml-exon9-r、pml-exon10-f/pml-exon10-r引物扩增后所得产物的电泳图谱。本发明扩增的片段长度分别为490bp、572bp、589bp、320bp、927bp、338bp、258bp、275bp、474bp,通过电泳图的分析表明本发明所述
pml-exon1-f/pml-exon1-r、pml-exon2-f/pml-exon2-r、
pml-exon3-f/pml-exon3-r、pml-exon4-f/pml-exon4-r、
pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、pml-exon7-f/pml-exon7-r、
pml-exon8-f/pml-exon8-r、pml-exon9-f/pml-exon9-r、
pml-exon10-f/pml-exon10-r扩增有效,且条带单一。
(6)sanger测序:
取9μlpcr产物与2μl纯化体系。按照表4所示的程序进行纯化:
表4
将1μl纯化产物分别与上、下测序引物按照表5的体系进行混合:
表5
测序反应程序如表6所示:
表6
沉淀环节:
向完成测序反应的产物中加入2μl125mmol的edta,静置5min;加入15l无水乙醇,漩涡混匀;3700rpm离心30min;倒置离心15sec,加入50l70%乙醇,漩涡混匀;3700rpm离心15min;倒置离心15sec,置于95℃金属浴上;加入10μlhi-di后进行变性试验。变性程序:
变性程序结束后,上测序仪(abi3730)测序。
(7)结果判断:分别将测序结果与pml野生型参考序列(genbank:nc_000015.10)进行比对,根据实际突变情况对结果进行报告。
实施例3
取16例的临床样本(样本编号为1~16)按实施例1和2的试剂和方法提取基因组、配制试剂、扩增和测序。每份样本加入检测体系pcr反应液中1μl。电泳结果如图2~10所示,表明本发明所述引物pml-exon1-f/pml-exon1-r、
pml-exon2-f/pml-exon2-r、pml-exon3-f/pml-exon3-r、
pml-exon4-f/pml-exon4-r、pml-exon5/6-f/pml-exon5/6-r、
pml-exon7-f/pml-exon7-r、pml-exon8-f/pml-exon8-r、
pml-exon9-f/pml-exon9-r、pml-exon10-f/pml-exon10-r对这16例血液样本能有效扩增,且条带单一。
样本1的部分检测结果如图11、12、13、14、15、16、17、18、19所示。从检测结果可以看出,本发明所述引物已经把外显子序列包括在内了,能够扩增出pml基因全部10个外显子,并且测序结果完全准确。本发明所述引物可以准确地扩增出pml基因全外显子,无论是野生型还是突变型。
序列表
<110>南昌艾迪康医学检验实验室有限公司
<120>检测pml基因突变的方法、引物和试剂盒
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