史芳芳


摘要[目的]通過對反應條件和參數的摸索與優化,建立多重RTPCR檢測方法,實現2種病毒的同時高效快速檢測。[方法]通過CTAB法與試劑盒提取RNA,以優質的總RNA為模板,進行梯度PCR,結合擴增內標的檢測體系,建立多重RTPCR檢測方法。[結果]建立了優化的SCV和SVBV的多重RTPCR檢測體系,可以對草莓田間植株進行快速穩定的病毒檢測。[結論]該研究為草莓病毒檢測提供一種方便、高效的分子生物學方法,為草莓無病毒苗的實際生產提供技術支撐。
關鍵詞草莓病毒;內標;多重RTPCR;病毒檢測
中圖分類號S41-33文獻標識碼A文章編號0517-6611(2015)28-020-02
Throughoptimizationofreactionconditionsandparameters,multipleRTPCRdetectionmethodwasestablishedinordertorealizeefficientandrapiddetectionoftwokindsofvirus.[Method]ByCTABmethodandthekit,RNAwasextracted.UsinghighqualitytotalRNAasatemplate,gradientPCRwasdone,Combiningwithinternalamplificationtargetdetectionsystem,amultiplexRTPCRdetectionsystemofSCVandSVBVwasestablished.[Result]AmultiplexRTPCRdetectionsystemofSCVandSVBVwasestablished,andcouldmakefastandstablevirusdetectioninfieldgrownstrawberries.[Couclusion]Thestudyprovidedaconvenientandefficientmolecularbiologymethodforstrawberryvirusdetection,andprovidedtechnicalsupportforactualproductionofstrawberryvirusfreeseedling.
KeywordsStrawberryvirus;Internalcontrol;MultiplexRTPCR;Virusdetection
草莓種苗普遍感染病毒是草莓生產中的瓶頸問題,由于可侵染草莓的病毒經常復合侵染,因此草莓病毒病的田間癥狀表現極其復雜 [1]。不同病毒病在草莓上可表現出相似的癥狀,而同種病毒病在不同條件下的癥狀也會出現很大差異,這給病害的田間診斷帶來了極大的困難 [2]。因此,建立快速、準確的草莓病毒檢測技術具有重要的實際意義。目前新疆關于草莓病毒病的研究極少,對病毒種類、分布、發生程度及生物學特性等基礎研究極為薄弱,病毒檢測體系不健全,缺乏先進的種苗及種苗生產環節有效的病毒檢測技術手段,脫毒種苗質量難以保證,退化嚴重,使用時間短,效益不高。有的生產單位未經檢測就盲目從內地調種,劣質種苗不僅破壞了脫毒種苗的聲譽,損害了農民的利益,還造成了一些病原菌的廣泛傳播和地區性的檢疫病害傳入 [3]。因此,在已有試驗技術的基礎上,通過進一步改進試驗方法,優化體系,建立起一套靈敏度高、準確性好、操作簡便的病毒檢測技術 [4]。筆者針對草莓皺縮病毒(SCV)和草莓鑲脈病毒(SVBV)2種病毒,以單一RTPCR為基礎,通過對反應條件和參數的摸索與優化,建立多重RTPCR檢測方法,實現2種病毒的同時高效快速檢測,為草莓病毒檢測提供一種方便、高效的分子生物學方法,為草莓無病毒苗的實際生產提供技術支撐。
1材料與方法
1.1試驗材料
草莓試材為新疆兵團十二師三坪農場種植的露地草莓品種達賽萊克特,此品種為該單位從外地引進,種苗未經檢測種植于大田,采集疑似感染皺縮病毒的6株草莓植株葉片,進行病毒檢測。取約50mg幼葉為試驗材料。
1.2試驗試劑RNA試劑提取盒、反轉錄試劑盒、TaqDNA聚合酶、dNTPs、DNA分子量MarkerD2000均購于上海生物工程有限公司。
1.3試驗方法
1.3.1特異性擴增與參照引物設計。根據GenBank中SMoV(GenbankAccessionNo.AJ311875,AJ311876)、SMYEV(GenbankAccessionNo.D12517)、SCV(GenbankAccessionNo.AY005146.1)、SVBV(GenbankAccessionNo.NC001725)的基因組序列和文獻分別設計和合成針對SMoV、SMYEV、SCV和SVBV的引物(表1) [5]。
為了驗證擴增的陰性條帶的真偽性,引用草莓肌動蛋白基因Actin(GenBankAccessionNo.AB116565)作為內部體系參照 [6]。所用引物均由上海生物工程公司合成。引物序列見表1。
1.3.2核酸提取。
1.3.2.1利用改進的CTAB法提取草莓葉片總核酸 [7]。取少許幼嫩葉片,放入1.5ml離心管中,加入石英砂用研磨杵研磨均勻,直至全部研磨至粉末,加入500μl65℃預熱的CTAB溶液(用前加入2%的巰基乙醇),將裝有CTAB和樣品的EP管放入65℃水浴,約20min。冷卻后,加入500μl酚∶氯仿∶異戊醇(25∶24∶1),混勻,12000r/min,離心15min,吸上清,裝入一新的EP管。加入500ul氯仿∶異戊醇(24∶1),12000r/min,離心15min,吸上清,轉入一新的離心管中。加入1/10體積的NaAc(3mol/L),1ml-20℃預冷的無水乙醇,反復顛倒數次,混勻后置于-20℃(-80℃,30min)3~4h,12000r/min,10min,棄上清。向離心管中加入75%的乙醇洗滌2~3次,置于吸水紙上倒置晾干。加入DEPCH2O(30μl)溶解。
1.3.2.2試劑盒提取總RNA。總RNA的提取參見試劑盒說明書進行。
1.3.3反轉錄。按照試劑盒說明書進行反轉錄。
1.3.4梯度PCR擴增內參。
以反轉錄產物為模板,進行單一PCR擴增。PCR體系:
10×PCR緩沖液4μl,
MgCl21.2μl,
dNTPs0.4μl,
引物ActinF/ActinR1μl,
Taq酶0.5μl,
反轉錄產物0.5μl,補足雙蒸水至20μl。
反應程序:預變性94℃2min;94℃30s,50~55℃40s,68℃1min,35個循環;72℃延伸5min。
1.3.5多重RTPCR。
1.3.5.1雙重RTPCR擴增SCV。擴增體系:
10×PCR緩沖液4μl,MgCl21.2μl,dNTPs0.4μl,引物ActinF/ActinR0.5μl,SCVF/SCVR0.5μl,Taq酶0.5μl,
反轉錄產物0.5μl,
補足雙蒸水至20μl。
反應程序:預變性94℃2min;94℃30s,55℃40s,68℃1min,35個循環;72℃延伸5min。
1.3.5.2三重RTPCR擴增其他3個病毒。
擴增體系:10×PCR緩沖液4μl,MgCl21.2μl,dNTPs0.4μl,
引物
SMoVF/SMoVR0.72μl,SVBVF/SVBVR1μl,SMYEVF/SMYEVF0.6μl,Taq酶0.5μl,反轉錄產物0.5μl,
補足雙蒸水至20μl。
反應程序:預變性94℃2min;94℃30s,55℃40s,68℃1min,35個循環;72℃延伸5min。
2結果與分析
2.1總核酸分離和電泳檢測
采用試劑盒提取總核酸,包括總DNA和總RNA。從瓊脂糖凝膠電泳結果可以看出(圖1),DNA條帶及RNA的28S、18S和5S條帶均能看到,這說明總RNA沒有發生降解,完整性較好。
2.2內標RTPCR
以ActinF/ActinR為引物,采取草莓品種反轉錄產物為模板,梯度PCR擴增,篩選出53°為最佳退火溫度,擴增出預期295bp大小的特異片段(圖2),說明Actin基因存在于草莓中,該基因適合作為草莓RNA病毒檢測的內標。以此基因為內標,一方面可以排除假陰性結果的干擾,另一方面可以進一步檢測RNA質量,提高了檢測結果的準確性。
2.3多重RTPCR
以ActinF/ActinR、SCVF/SCVR兩對引物首先擴增疑似皺縮病毒,擴增條件同Actin基因,2個植株擴增出大小為345bp的特異片段(圖3),說明檢測出SCV病毒,此前預估帶有此病毒的推測是正確的。
同時,以另外3種病毒引物繼續擴增cDNA,確定植株是否還有其他病毒侵染,結果檢測出片段大小278bp的條帶,說明存在鑲脈病毒侵染(圖4),因此疑似植株可確定為皺縮病毒和鑲脈病毒復合侵染,與皺縮病毒通常與草莓鑲脈病毒(SVBV)復合侵染的說法一致。
3討論
(1)與改進CTAB法提取RNA相比,該研究采用試劑盒提取,方法簡單,只需30min,提取效果也比改進的CTAB法好,而且改進的CTAB法提取配制試劑復雜,準備工作耗時長,對所用耗材及試劑要求均必須去除RNA酶污染,提取時
間需要12h,提取過程也較繁瑣,一批次提取樣品,提取效果均一性不好,有些樣品提取條帶完整,有些則效果較差,這說明提取過程稍不注意,則會有RNA酶污染,影響了提取效果 [8]。
(2)植物病毒檢測體系中引入內標可增加試驗的可靠性,減少假陰性的出現。該研究設計了NADH脫氫酶基因為內參,合成引物后,經過多次條件摸索,始終擴增不出內參條帶,之后換成Actin內參引物,經過梯度PCR擴增,一次便成功擴增出條帶,該研究最終選擇此基因作為內參,擴增效果較好,健康植株與帶毒試材均可良好地擴增,說明此內標相對穩定 [9]。
(3)多重PCR擴增受諸多因素影響,該研究首先以疑似病毒引物和內參引物作雙重PCR擴增,確保了樣本RNA質量的可靠性,同時驗證了疑似病毒的檢測結果,2次試驗再進行三引物PCR擴增,以排除其他病毒的侵染,2次試驗便可確保試驗的準確無誤,避免了單一引物擴增的繁瑣性,因此,經過多重RTPCR擴增可縮短試驗時間,減少試劑的損耗,達到了省時省力的功效。同時,該研究在試驗過程中嘗試了采用一步法RTPCR進行擴增,此方法可節省更多的時間和試驗步驟,但此方法中間過程不易控制,且重復性不好,因此沒有得到較好的試驗結果,最終還是選擇兩步法PCR更能保證試驗的準確性 [10]。
參考文獻
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