本發(fā)明涉及微生物檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體說是涉及一種快速、簡便并且可實(shí)時定量檢測羊邊界病病毒(bdv)的實(shí)時熒光定量rt-pcr試劑盒及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
邊界病(borderdisease,bd),因首先發(fā)現(xiàn)于英格蘭和威爾士的邊界地區(qū)而得此名,又稱羔羊被毛顫抖病(hairyshakerdiseaseoflambs),是由邊界病病毒引起新生羔羊以身體多毛,生長不良和神經(jīng)異常為主要特征的一種先天性傳染病。
邊界病病毒(bdv)屬黃病毒科瘟病毒屬,是有囊膜的單股正鏈rna病毒。邊界病病毒有免疫抑制作用,懷孕期感染邊界病病毒后,無論胎兒是否具有免疫應(yīng)答能力,病毒均可在體內(nèi)的各種組織中持續(xù)存在而成為病毒的攜帶者和疾病的傳染源。被感染的羔羊在生長成熟后的幾年內(nèi),仍具有對其后代的感染性,邊界病病毒的主要自然宿主是綿羊,山羊也可感染,牛和豬均有易感性;血清學(xué)調(diào)查表明某些品種的野生鹿和野生反芻動物也可感染本病,并成為家養(yǎng)反芻動物的感染原。實(shí)驗(yàn)條件下兔子可感染本病毒,并用于邊界病病毒復(fù)制。
邊界病病毒主要存在于流產(chǎn)的胎兒,胎膜、羊水及持續(xù)感染動物的分泌物和排泄物中,動物可通過吸入和食入而感染本病。垂直感染是本病傳播的重要途徑之一。
綿羊經(jīng)肌肉、靜脈、腦內(nèi)、皮下、腹膜和氣管接種均可引發(fā)本病,用受到邊界病病毒污染的活毒疫苗接種懷孕母羊可引起本病的暴發(fā)。子宮和卵巢或睪丸生殖細(xì)胞中存在的病毒,可經(jīng)胎盤和精液發(fā)生垂直傳播。感染了邊界病病毒的成年羊主要表現(xiàn)為繁殖力下降和流產(chǎn)。羔羊表現(xiàn)為發(fā)育不良和畸形,多見斷奶羊死亡。因此,建立特異、敏感和快速的診斷技術(shù)非常重要。
目前,羊邊界病病毒的檢測技術(shù)主要有病毒分離鑒定、熒光免疫技術(shù)檢測抗原和普通pcr方法。病毒的分離鑒定,其結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但也存在操作復(fù)雜,需要復(fù)雜的儀器設(shè)備,所需時間長,以及受影響的因素多等缺點(diǎn),不利于羊邊界病病毒的快速診斷。熒光免疫技術(shù)是一種相對快速和敏感的檢測方法,但其敏感性較差。相比普通pcr方法,實(shí)時熒光定量pcr方法不需要進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳來判讀結(jié)果,反應(yīng)結(jié)束即可獲得檢測結(jié)果,更為快速便捷;此外,其靈敏度比普通pcr方法靈敏度更高,還可進(jìn)行定量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決實(shí)驗(yàn)室快速、批量、準(zhǔn)確檢測羊邊界病病毒(bdv),提供一種方快捷準(zhǔn)確地檢測bdv的實(shí)時熒光定量rt-pcr試劑盒。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所使用的技術(shù)方案為:一種檢測羊邊界病病毒的實(shí)時熒光定量rt-pcr試劑盒,該試劑盒包含a液、b液和c液;
所述a液為熒光定量rt-pcr反應(yīng)液,2×ultrasybrmixture,上游引物forwardprimer與下游引物reverseprimer;
所述b液為含羊邊界病病毒cdna,作為陽性對照;
所述c液為rnase-freewater,作為陰性對照;
所述的上游引物forwardprimer:5'-gcccatagtaggactagca-3';
所述的下游引物reverseprimer:5'-cgaactactgacgactgtc-3';
序列擴(kuò)增大小為115bp。
優(yōu)選的,該試劑盒含有一次性熒光定量pcr反應(yīng)八聯(lián)管。
優(yōu)選的,所述的上游引物forwardprimer與下游引物reverseprimer使用前稀釋到2pmol/l。
優(yōu)選的于,所述的2×ultrasybrmixture組分包括goldstartaqdnapolymerase1-5u、kcl20-30mm、mgso43-10mm、和eachdntp200-400um。。
一種檢測羊邊界病病毒的實(shí)時熒光定量rt-pcr試劑盒的應(yīng)用,其特征在于,具體步驟如下:
(1)引物設(shè)計(jì)與合成;
(2)制備反應(yīng)模板cdna;
(3)rt-pcr反應(yīng)體系的建立;
(4)rt-pcr反應(yīng)程序的建立;
(5)rt-pcr反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)增。
優(yōu)選的,所述的反應(yīng)模板cdna提取自病毒基因組dna/rna提取試劑盒提取羊邊界病病毒的rna,再將rna反轉(zhuǎn)錄為cdna。
優(yōu)選的,所述pcr反應(yīng)體系的建立為,按20μl體系配置:
2×ultrasybrmixture11.25μl
forwardprimer(2pmol/l)0.4μl
reverseprimer(2pmol/l)0.4μl
反應(yīng)模板cdna2μl
rnase-freewater補(bǔ)足20μl。
優(yōu)選的,所述pcr反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)增的程序?yàn)椋簽?5℃5min;隨后進(jìn)行40個95℃20s,60℃20s,68℃20s的循環(huán);最后68℃延伸5min。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是:
1)特異性強(qiáng)
本發(fā)明的實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測試劑盒特異性檢測出羊邊界病病毒(bdv),所檢測的陰性對照病毒(羊支原體、布魯氏桿菌、巴氏桿菌、大腸桿菌)均無陽性結(jié)果。
2)靈敏度高
本發(fā)明的羊邊界病病毒(bdv)實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測試劑盒靈敏度高,最小檢出量為4×102拷貝/μl病毒基因組拷貝數(shù)。
3)耗時少、結(jié)果判讀簡便
與通過病原分離鑒定來檢測相比,本發(fā)明的羊邊界病病毒(bdv)實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測試劑盒,在時間成本、工作量等方面具有明顯的優(yōu)勢,從組織樣品中提取rna,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和熒光定量rt-pcr檢測,到獲得最終結(jié)果可在4-5小時內(nèi)完成,與普通rt-pcr相比,實(shí)時熒光定量rt-pcr反應(yīng)結(jié)束即可進(jìn)行結(jié)果判定,不需要再進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳和凝膠成像系統(tǒng)分析來判讀結(jié)果。本發(fā)明的實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測試劑盒特別適用于羊邊界病病毒(bdv)的實(shí)驗(yàn)室快速診斷和疫情監(jiān)測。
4)準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好
用1.0×106、1.0×105和1.0×104拷貝/μl的重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)樣品分3管同時進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr,分別重復(fù)5次檢測。結(jié)果其ct值平均數(shù)分別為15.01+1.10、17.85+0.83、21.03+0.69,變異系數(shù)分別為2.34%、2.21%和2.07%,表明反應(yīng)批內(nèi)和批間ct值差異均不顯著,該反應(yīng)體系重復(fù)性好。
5)可實(shí)時定量
本發(fā)明利用熒光定量pcr儀實(shí)時分析rt-pcr反應(yīng)的結(jié)果,熒光定量pcr儀會根據(jù)各個標(biāo)準(zhǔn)品測得的ct值,以樣本拷貝數(shù)的對數(shù)為橫坐標(biāo),以ct值為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。通過從儀器讀取待測樣品的ct值,代入表達(dá)式就可以換算出其初始拷貝數(shù)。本方法建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測范圍廣,在6個數(shù)量級之間(ct值從14.50~31.33之間)有很好的線性關(guān)系。
附圖說明
圖1溶解曲線分析結(jié)果:溫度以0.5℃/10s的速率從55℃緩慢遞增到94℃,連續(xù)測定樣品的熒光強(qiáng)度以獲取熔解曲線。熔解溫度為86.5℃,只有一個特異峰,從而排除了非特異性產(chǎn)物和形成引物二聚體對結(jié)果帶來影響的可能,同時說明設(shè)計(jì)的引物有很好的特異性,pcr反應(yīng)條件得到了很好的優(yōu)化。
圖2目標(biāo)產(chǎn)物電泳檢測分析結(jié)果:其中1:羊邊界病病毒樣本;m:dna標(biāo)準(zhǔn)600bp。
圖3是本發(fā)明特異性檢測結(jié)果,以羊支原體、布氏桿菌、巴氏桿菌、大腸桿菌為對照,同時進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr檢測,其中:m:100bpladder,1:羊邊界病毒,2:羊支原體,3:布氏桿菌,4:巴氏桿菌,5:大腸桿菌,6:水對照;結(jié)果顯示,只有羊邊界病病毒反應(yīng)管有擴(kuò)增曲線,為陽性結(jié)果,4株對照反應(yīng)管和水對照反應(yīng)管均無擴(kuò)增情況出現(xiàn),為陰性結(jié)果。
圖4是本發(fā)明實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測敏感性檢測結(jié)果;其中反應(yīng)模板(陽性重組質(zhì)粒)的起始濃度為4×1010拷貝/μl,經(jīng)10倍倍比連續(xù)稀釋后,進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr擴(kuò)增,其中1:4×108ng/μl、2:4×107ng/μl、3:4×106ng/μl、4:4×105ng/μl、5:4×104ng/μl、6:4×103ng/μl和7:4×102ng/μl;結(jié)果顯示本發(fā)明的檢測方法檢測限為4×102ng/μl。
圖5是本發(fā)明定量檢測羊邊界病病毒(bdv)的標(biāo)準(zhǔn)曲線;設(shè)置對照:濃度為4×108ng/μl、4×107ng/μl、4×106ng/μl、4×105ng/μl、4×104ng/μl、4×103ng/μl和4×102ng/μl的陽性重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)樣品各一個,以拷貝數(shù)的對數(shù)為橫坐標(biāo),以ct值為縱坐標(biāo),得到標(biāo)準(zhǔn)曲線:ct=-3.295×log拷貝數(shù)+5.068,斜率為-3.295,截距為5.068,r2=0.998,成良好的線性關(guān)系。通過從儀器讀取待測樣品的ct值,代入表達(dá)式就可以換算出其初始拷貝數(shù)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1羊邊界病病毒(bdv)實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測
1、材料的準(zhǔn)備
羊邊界病病毒、羊支原體、布氏桿菌、巴氏桿菌和大腸桿菌為市售疫苗或廣西獸醫(yī)研究所保存。2×ultrasybrmixture、病毒基因組dna/rna提取試劑盒(cw0548s)、反轉(zhuǎn)錄試劑盒hifiscriptcdnasynthesiskit(cw2569m)購自康為世紀(jì)生物科技有限公司。
2、rt-pcr引物的設(shè)計(jì)與合成
根據(jù)genbank中的羊邊界病病毒5’非編碼區(qū)基因序列進(jìn)行同源性比較分析,選擇保守序列區(qū)作為擴(kuò)增區(qū)域,利用oligo6.0引物設(shè)計(jì)軟件和blast軟件程序設(shè)計(jì)出特異性擴(kuò)增引物,其中引物的序列分別為:
forwardprimer:5'-gcccatagtaggactagca-3'
reverseprimer:5'-cgaactactgacgactgtc-3'
序列擴(kuò)增大小為115bp。
上、下游引物使用前稀釋到2pmol/l。
3、病毒rna提取及反轉(zhuǎn)錄
使用病毒基因組rna提取試劑盒提取試驗(yàn)毒株的dna/rna,以及疑似羊邊界病病毒感染引起病變組織的rna,再使用反轉(zhuǎn)錄試劑盒hifiscriptcdnasynthesiskit將rna反轉(zhuǎn)錄為cdna。
4、rt-pcr反應(yīng)體系建立
所述的實(shí)時熒光定量rt-pcr試劑盒反應(yīng)體系建立以20μl計(jì),
2×ultrasybrmixture11.25μl
forwardprimer(2pmol/l)0.4μl
reverseprimer(2pmol/l)0.4μl
反應(yīng)模板cdna2μl
rnase-freewater補(bǔ)足20μl。
5、rt-pcr反應(yīng)程序及目標(biāo)產(chǎn)物電泳分析
檢測過程在實(shí)時熒光定量pcr儀密閉進(jìn)行,全程監(jiān)控,反應(yīng)程序?yàn)?5℃5min;隨后進(jìn)行40個95℃20s,60℃20s,68℃20s的循環(huán);最后68℃延伸5min。
熒光定量pcr儀會根據(jù)各個標(biāo)準(zhǔn)品測得的ct值,以樣本拷貝數(shù)的對數(shù)為橫坐標(biāo),以ct值為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過從儀器讀取待測樣品的ct值,代入表達(dá)式就可以換算出其初始拷貝數(shù)。
反應(yīng)結(jié)束后,取8ul產(chǎn)物進(jìn)行2%瓊脂糖凝膠電泳,檢測是否擴(kuò)增出目的片段,片段大小為115bp。
6、實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測方法
1)實(shí)時熒光定量pcr條件的優(yōu)化
在icycleriqtm熒光定量pcr儀上進(jìn)行擴(kuò)增和數(shù)據(jù)分析,對不同退火溫度(58~62℃)進(jìn)行優(yōu)化,然后,以優(yōu)化的退火溫度對引物濃度(2~25pmol/μl)進(jìn)行優(yōu)化,確定其最佳擴(kuò)增條件。
2)熔解曲線分析
為排除非特異性擴(kuò)增和引物二聚體的形成對實(shí)時熒光定量pcr結(jié)果造成影響的可能性,在pcr后進(jìn)行熔解曲線分析以確定引物的特異性和所得產(chǎn)物是否為目的產(chǎn)物。溫度以0.5℃/10s的速率從55℃緩慢遞增到94℃,連續(xù)測定樣品的熒光強(qiáng)度以獲取熔解曲線。反應(yīng)結(jié)束后取6μl產(chǎn)物進(jìn)行電泳,判斷有無115bp的特異性條帶出現(xiàn)。
3)特異性檢測
以提取的試驗(yàn)毒株和對照毒株的基因組dna/rna進(jìn)行實(shí)時熒光定量rt-pcr擴(kuò)增,檢驗(yàn)rt-pcr方法的特異性。
4)敏感性檢測
將羊邊界病病毒rna反轉(zhuǎn)錄為cdna,以此為反應(yīng)模板,以優(yōu)化的反應(yīng)條件進(jìn)行常規(guī)pcr擴(kuò)增。pcr產(chǎn)物經(jīng)3%瓊脂糖凝膠電泳,溴化乙錠染色,凝膠成像系統(tǒng)檢測,在紫外燈下切取目的片段,利用dna膠回收試劑盒按說明回收純化。將回收純化的目的片段與pmd-18t載體連接,轉(zhuǎn)化大腸桿菌dh5α,用質(zhì)粒小量抽提試劑盒抽提質(zhì)粒,經(jīng)酶切和pcr鑒定,重組質(zhì)粒送上海捷瑞公司測序。純化陽性重組質(zhì)粒,測定起起始濃度后,用rna-freewater連續(xù)10倍倍比稀釋,采用優(yōu)化的反應(yīng)條件進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr,進(jìn)行敏感性檢測。
5)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性檢測
用1.0×106、1.0×105和1.0×104拷貝/μl的重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)樣品分3管同時進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr,分別重復(fù)5次檢測。檢驗(yàn)本發(fā)明檢測方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
實(shí)施例2實(shí)時熒光定量rt-pcr反應(yīng)條件優(yōu)化結(jié)果
分別對退火溫度和引物濃度進(jìn)行優(yōu)化,獲得了羊邊界病病毒的實(shí)時熒光定量pcr的最佳反應(yīng)條件和體系??偡磻?yīng)體系為20μl,包括2×反應(yīng)緩沖液11.25μl、上下游引物(2pmol/l)各0.4μl、cdna模板2μl以及ddh2o5.95μl。循環(huán)條件為:95℃5min;隨后進(jìn)行40個95℃20s,60℃20s,68℃20s的循環(huán);最后68℃5min延伸。將熒光rt-pcr擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳,檢測到目的條帶115bp(圖2)。
實(shí)施例3實(shí)時熒光定量rt-pcr熔解曲線分析
熔解曲線分析結(jié)果見圖1,熔解溫度為86.5℃,只有一個特異峰,從而排除了非特異性產(chǎn)物和形成引物二聚體對結(jié)果帶來影響的可能,同時說明設(shè)計(jì)的引物有很好的特異性,pcr反應(yīng)條件得到了很好的優(yōu)化。
實(shí)施例4rt-pcr檢測方法的特異性結(jié)果
以羊支原體、布氏桿菌、巴氏桿菌、大腸桿菌為對照,同時進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr檢測,檢測本發(fā)明檢測方法的特異性,結(jié)果顯示,只有羊邊界病病毒反應(yīng)管有擴(kuò)增曲線,為陽性結(jié)果,4株對照反應(yīng)管和水對照反應(yīng)管均無擴(kuò)增情況出現(xiàn),為陰性結(jié)果,表明本方法具有很好的特異性(圖3)。
實(shí)施例5實(shí)時熒光定量rt-pcr檢測方法的敏感性結(jié)果
陽性重組質(zhì)粒起始濃度為4×1010拷貝/μl,用rnase-freewater進(jìn)行10倍系列稀釋,采用優(yōu)化的反應(yīng)條件進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr擴(kuò)增(圖4),結(jié)果顯示,當(dāng)模板濃度為4×102拷貝/μl時,仍有熒光曲線,表明該方法檢測靈敏度為4×102拷貝/μl。
實(shí)施例5羊邊界病病毒(bdv)實(shí)時熒光定量rt-pcr方法標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
設(shè)置對照:濃度為4×108ng/μl、4×107ng/μl、4×106ng/μl、4×105ng/μl、4×104ng/μl、4×103ng/μl和4×102ng/μl的陽性重組質(zhì)粒標(biāo)準(zhǔn)樣品各一個,以拷貝數(shù)的對數(shù)為橫坐標(biāo),以ct值為縱坐標(biāo),得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖5):ct=-3.295×log拷貝數(shù)+5.068,斜率為-3.295,截距為5.068,r2為0.998,呈良好的線性關(guān)系。通過從儀器讀取待測樣品的ct值,代入表達(dá)式就可以換算出其初始拷貝數(shù),從而達(dá)到定量的效果。
實(shí)施例6羊邊界病病毒(bdv)實(shí)時熒光定量rt-pcr方法準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性檢測
用1.0×106、1.0×105和1.0×104拷貝/μl的標(biāo)準(zhǔn)樣品分3管同時進(jìn)行實(shí)時熒光定量pcr,分別重復(fù)5次檢測。結(jié)果其ct值平均數(shù)分別為15.01+1.10、17.85+0.83、21.03+0.69,變異系數(shù)分別為2.34%、2.21%和2.07%,表明反應(yīng)批內(nèi)和批間ct值差異均不顯著,該反應(yīng)體系重復(fù)性好。