一种同时检测12种腹泻病原菌的试剂盒及其应用_2

文档序号:9682316阅读:来源:国知局
0s,72°C60s,5 个循环;
[0039] 95°C30s,54-56°C90s,72°C60s,30 个循环;
[0040] 72°C 延伸 3min;
[00411上述热循环的升降温度为2.5°C/s。
[0042] 本发明试剂盒的多重PCR反应体系为:Qiagen Multiplex PCR Master Mix (Qiagen,Hilden,Germany) 10μ1,引物预混液(10 X )2μ1,内对照质粒pMD18T_IAC( 104-105copies/yl) ΙμL,样本核酸2μ1,去离子水5μ1,总反应液体积为20μ1。
[0043] 本发明试剂盒的多重PCR结果以具有高分辨率的毛细管电泳设备进行分析,例如, 在QIAxcel设备上以DNA High Resolution kit进行片段分析,DNA Alignment Marker 15bp/600bp和size marker 25bp/500bp用来确定片段大小。
[0044] 本发明试剂盒还含有内对照质粒pMD18T_IAC 104-105拷贝。
[0045] 所述内对照质粒pMD18T-IAC为全基因合成的核酸片段(GenBank号FJ357008.1,参 考文南犬Deer DM,Lampel KA,Gonzalez-Escalona N.2010.A versatile internal control for use as DNA in real-time PCR and as RNA in real-time reverse transcription PCR assays .Lett Appl Microbiol50:366-372·)克隆到载体质粒pMD18_T而制备。
[0046] 本发明借鉴GeXP平台的引物策略设计一套引物用于病原菌的检测;对扩增产物的 分析,本发明可使用任何高分辨率(条带大小差异5bp以上可以区分)的电泳技术,此处以 QIAxcel设备应用DNA High Resolution kit为例进行说明。
[0047]在GeXP平台建立的检测方法,所查阅到的所有文献均采用通用引物对?:5'_ AGGTGACACTATAGAATA-3 ' ; R: 5 ' -GTACGACTCACTATAGGGA-3 '。但是在本发明的研究过程中发 现,这对通用引物用于肠道细菌检测时,由于其与肠道细菌的核酸序列有一定同源性,容易 导致非特异性条带的产生,影响对结果的正确判断。本发明通过筛选新的通用引物,获得了 稳定的扩增效果。
[0048] 本发明针对12种腹泻病原菌设计的检测其毒力基因或种属特异性基因的特异性 嵌合引物,避免了引物自身形成二级结构,避免了错配及非特异性片段出现;多重PCR体系 中,设计引物序列时,还考虑到使上下游引物的TM值尽可能地接近、每种扩增产物大小在 100bp-500bp之间且大小相差5bp以上。采用低浓度的特异性嵌合引物与高浓度的通用引物 相结合的扩增策略,能极大降低多重PCR中存在的扩增偏爱性的影响,使结果更可靠。
[0049] 本发明通过设置多重不对称PCR体系,优化反应体系的配置、PCR反应的温度、时间 等,实现了对12种腹泻病原菌的准确检测。本发明在单个PCR扩增体系中可以同时检测15个 靶标,覆盖了 12类常见腹泻病原菌,使病原菌的筛查更简便、更广谱;以全自动毛细管电泳 分析扩增产物,结果更易于判断;加入PCR扩增内对照,可识别样本中扩增抑制因素导致的 假阴性。本发明的试剂盒具有检测准确,灵敏度高、特异性强,简便快速的优点,对临床腹泻 样本中常见病原菌的初筛和腹泻病的流行病学调查,具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0050] 图1为仅含有一种靶基因的标准质粒为模板时,本发明的16重PCR体系扩增产物的 QIAxcel毛细管电泳图。各泳道条带大小与对应的靶基因分别为,泳道l,369bp,EPEC的bfpA 基因;泳道 2,274bp,EPEC 的 eaeA 基因;泳道 3,485bp,ETEC 的 elt 基因;泳道 4,214bp,ETEC 的 stp 基因;泳道 5,191bp,ETEC 的 sth 基因;泳道 6,225bp,EHEC 的 stxl 基因;泳道 7,465bp,EHEC 的stx2基因;泳道8,299bp,EAEC的aggR基因;泳道9,260bp,EIEC或志贺氏菌的virA基因;泳 道10,249bp,沙门菌的ompC基因;泳道11,389bp,结肠弯曲菌的ceuE基因;泳道12,424bp,空 肠弯曲菌的hipO基因;泳道13,396bp,小肠结肠炎耶尔森氏菌的ail基因;泳道14,354bp,霍 乱弧菌的ompW基因;泳道15,413bp,副溶血弧菌的toxR基因。
[0051 ]图2为致泻性大肠杆菌的菌株核酸为模板时,16重PCR体系扩增产物的QIAxcel毛 细管电泳图。各泳道条带大小与对应的菌株模板分别为,泳道1,299bp (aggR阳性),模板为 EAEC;泳道2,485bp(elt阳性),214bp(stp阳性),191bp(sth阳性);模板为ETEC;泳道3, 369bp(bfpA阳性),274bp(eaeA阳性);模板为EPEC;泳道4,260bp(virA阳性);模板为EIEC; 泳道5,465bp(stx2阳性),274bp(eaeA阳性),225bp(stx 1阳性);模板为EHEC;泳道6,分子量 marker〇
【具体实施方式】
[0052]以下实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。在不背离 本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明 的范围。
[0053]若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段; 若未特别指明,实施例中所用试剂均为市售。
[0054]实施例1特异性嵌合引物的设计
[0055]通过查阅0ΙΕ、国标、行标和相关文献,确定12种常见腹泻病病原的致病基因或种 属特异性基因,即大肠杆菌EPEC的bfpA基因、eaeA基因,大肠杆菌ETEC的elt基因、stp基因、 sth基因,大肠杆菌EHEC的stxl、stx2基因,大肠杆菌EAEC的aggR基因,大肠杆菌EIEC的virA 基因,志贺氏菌的virA基因,沙门氏菌的ompC基因,空肠弯曲菌的hipO基因,结肠弯曲菌的 ceuE基因,霍乱弧菌的ompW基因,副溶血弧菌的toxR基因,小肠结肠炎耶尔森氏菌的ail基 因。查阅文献与各种资料,引用现有的或自行设计针对以上基因的引物序列。进行引物设计 时,在GenBank数据库下载相关核酸序列,利用DNAStar、Primer Premier 5.0等软件选取其 中保守区域设计引物。除一般的引物设计原则外,根据以下标准筛选出15对引物:(1)扩增 产物大小在l〇〇bp_500bp之间;(2)不同扩增产物大小相差9bp以上。并将SEQ ID N0.31-32 所示的内参引物分别嵌合入上述15对特异性引物的5'端,得到15对特异性嵌合引物,核苷 酸序列分别如SEQ ID N0.1-30所示。由此,本发明首先提供了一种同时检测上述12种腹泻 病原菌的特异性嵌合引物对组合,序列如表1。表1中引物从上到下分别对应序列表中的SEQ ID NO.1-32〇 [0056] 表1引物序列
[0057]
[0058]
[0059] 注:f*是指在特异性引物的5'段连接内参引物IAC-f的序列得到特异性嵌合上游 引物,r*是指在特异性引物的5'段连接内参引物IAC-r的序列特异性嵌合下游引物。
[0060] 在GeXP平台建立的检测方法,所查阅到的所有文献均采用通用引物对?:5'_ AGGTGACACTATAGAATA-3 ' ; R: 5 ' -GTACGACTCACTATAGGGA-3 '。但是在本发明的研究过程中发 现,这对通用引物用于肠道细菌检测时,由于其与肠道细菌的核酸序列有一定同源性,容易 导致非特异性条带的产生,影响对结果的正确判断。本发明通过选择其它的通用引物,获得 了稳定的扩增效果。
[0061] 引物是多重PCR的关键因素,本发明在设计引物时,(1)首先应该在保守性高的核 苷酸片段中选择特异性较高的引物,但本发明设计引物的同时,不仅考虑了每种腹泻病原 之间的高度保守区,且保守区中能同时代表腹泻病原的特异性片段,而且还必需保证每段 高度保守区之间的特异性,这样不同的腹泻病原片段才易区分开。
[0062] (2)避免引物之间形成二级结构,例如自身发夹结构、上下游引物之间或者是引物 与探针之间形成二聚体,同时引物避免与靶基因错配,如果一个引物与靶基因多个地方结 合,会造成非特异性片段出现。
[0063] (3)引物的3'端必需保持高度保守,在退火过程中,引物的3'端是开始延伸的地 方,这样才能进行最大效率的复制。
[0064] (4)Tm值为设计引物的重要决定因素,为引物的最佳退火温度提供参考数据,上下 游引物的Tm值应可能的接近,同时考虑到12种腹泻病原的所有上下游引物Tm值最多不能超 过l〇°C,为多重PCR做准备。
[0065] (5)由于同时检测的病原较多,每种腹泻病原都需
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