四種提取諾如病毒和副溶血性弧菌總RNA方法的比較

白頡　郭慈浩　羅智強　陳棟

1.浙江省舟山出入境檢驗檢疫局，浙江舟山316000；2.浙江省溫州市疾病預防控制中心，浙江溫州325000

四種提取諾如病毒和副溶血性弧菌總RNA方法的比較

白頡1郭慈浩1羅智強1陳棟2

1.浙江省舟山出入境檢驗檢疫局，浙江舟山316000；2.浙江省溫州市疾病預防控制中心，浙江溫州325000

目的比較四種聯合提取諾如病毒和副溶血性弧菌總RNA的方法。方法使用Trizol法、磁珠法、QiagenTMRNA Mini Kit和柱式RNA抽提試劑盒分別提取諾如病毒和副溶血性弧菌的總RNA，經核酸測定儀檢測RNA的質量，并用RT-PCR法對四種提取方法進行比較。結果QiagenTMRNA Mini Kit的提取效率最佳，對PCR的反應影響最小。磁珠法其次，但是磁珠法提取出的總RNA純度也較高。Trizol法和柱式法總RNA抽提試劑盒所獲得的總RNA比上述兩者低，且存在不同程度的污染。經隨機區組方差分析顯示，四種提取方法之間存在顯著性差異，F濃度=11.313；F（A260/A280）=15.093；F（A260/A230）=11.155，P均＜0.05。結論四種試劑的實際提取效率存在差異，應根據不同的樣本情況選擇合適的試劑。

諾如病毒；副溶血性弧菌；總RNA；逆轉錄PCR；提取

RNA是微生物中重要的遺傳分子，獲取高品質的RNA是樣本前處理的基本要求，是后續進行分子生物學實驗提供優質模板的前提。雖然國內已經建立了相對成熟的RNA提取方法，但是缺乏聯合提取病毒和細菌兩種不同病原微生物RNA的相關報道。目前國內市場上常見的RNA提取試劑有Qiagen的RNA MiniKit，PROGEMA的SV TotalRNA Isolation System，上海生工的柱式Trizol總RNA抽提試劑盒以及上海之江的磁珠柱RNA抽提試劑盒。除此之外，張倩等[1]用改良SDS/酚法提取總RNA，提取得到的產物完整性強、質量好、產率高，適合進一步的分子生物學實驗研究。但是不同的提取原理以及不同的品牌對RNA的提取濃度和純度有著巨大的差異。而提取高質量的RNA用以研究病原微生物的毒力基因表達、致病性和環境適應性變得尤為重要。本研究嘗試以諾如病毒和副溶血性弧菌的總RNA提取為例，使用Trizol法、磁珠法核酸提取試劑盒、QiagenTMRNA Mini Kit和柱式總RNA抽提試劑盒四種方法提取總RNA，經核酸測定儀檢測RNA的質量，并用RT-PCR法對四種提取方法進行比較，尋找出更適合用于兩種病原體總RNA的提取。

1　材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1實驗樣本副溶血型弧菌菌株2株，由舟山檢驗檢疫科學技術研究院贈送。諾如病毒Ⅰ型和Ⅱ樣本各2株，均分離自臨床確證樣本。

1.1.2試劑和試劑盒Trizol采購于Invitrogen公司；磁珠法核酸提取試劑盒采購于A公司；柱式總RNA抽提試劑盒采購于B公司；QiagenTMRNA Mini Kit采購于Qiagen公司；DNaseⅠ采購于fermentas；β-巰基乙醇、氯仿、異丙醇、Tris飽和酚均購自北京化學試劑公司；Tris-HCl、NaCl、EDTA、SDS、PVP均購于sigma。

1.2實驗方法

1.2.1Trizol法提取副溶血性弧菌和諾如病毒的總RNA取0.5 mL副溶血性弧菌菌液（諾如病毒保存液）于1.5 mL滅菌離心管中，再加入Trizol 1 mL，充分混勻，室溫放置10 min，保證病毒外殼充分裂解；加入200μL氯仿，震蕩混勻使溶液充分乳化；12000 rpm離心15 min，取上清液轉移到新的1.5 mL離心管中，加入500μL異丙醇，充分混勻后室溫放置10 min；再以4℃，10000 rpm離心10 min，去除上清液；加入700μL，75%乙醇洗滌，讓RNA沉淀懸起來，12000 rpm 4℃離心5 min，用槍小心吸去所有上清，干燥5 min；加入40μL ddH2O溶解，-70℃保存。

1.2.2磁珠法提取副溶血性弧菌和諾如病毒的總RNA按試劑盒說明書操作，獲得的總RNA于-70℃保存。

1.2.3QiagenTMRNA Mini Kit法提取副溶血性弧菌和諾如病毒的總RNA按試劑盒說明書操作，獲得的總RNA于-70℃保存。

1.2.4柱式法提取副溶血性弧菌和諾如病毒的總RNA按試劑盒說明書操作，獲得的總RNA于-70℃保存。

1.3總RNA的純化和質量檢測

1.3.1總RNA的純化用40μL緩沖液、5μL 0.09 M的MnCl2和5μL的DNaseⅠ配制成DNaseⅠ混合液，加入上述提取的總RNA中，室溫保持15 min，確保降解殘留的少量DNA，得到純凈的RNA。

1.3.2純化后總RNA的質量檢測（1）Nanodrop檢測純化后總RNA的質量：取2μL總RNA溶液，測定并計算其濃度、A280、A260和A230等檢測值。（2）RT-PCR檢測總RNA質量：分別設計Ⅰ型諾如病毒、Ⅱ型諾如病毒和副溶血性弧菌的特異性引物以檢測總RNA的提取質量。引物及探針由大連寶生物工程有限公司，具體序列見表1。RT-PCR反應體系按照Prime ScriptTMRT-PCR Kit試劑盒說明書進行。混勻后置于熒光定量PCR儀中95℃5 min預變性，95℃30 s→60℃30 s（熒光信號檢測），40個循環。

1.4統計學方法

采用SPSS17.0統計學軟件對總RNA質量檢測結果進行隨機區組方差分析，比較總RNA的提取效果，P＜0.05為差異有統計學意義。

表1　NV和VP熒光定量RT-PCR引物及探針

2　結果

2.1純化后總RNA的質量檢測

四種不同方法提取副溶血性弧菌和諾如病毒總RNA的結果有較大差異。從總RNA的純度來比較，QiagenTMRNA Mini Kit優于磁珠法，Trizol法和柱式法較差。從總RNA的濃度來比較，QiagenTMRNA Mini Kit優于Trizol法和柱式法，磁珠法較差。四種提取方法的提取效率存在顯著性差異，其中體現核酸濃度的F=11.313；體現核酸純度的F（A260/A280）=15.093；體現核酸污染的F（A260/A230）=11.155，P均＜0.05。見表2。

表2　四種方法提取總RNA濃度和純度

2.2 RT-PCR擴增檢測總RNA質量

為了檢測不同方法提取副溶血性弧菌和諾如病毒總RNA的提取效率，實驗采用RT-PCR對總RNA中的特異性核酸片段進行擴增及分析[2-5]，從擴增曲線可以看出：所有病原體的特異性核酸均能擴增出，從Ct值的大小可以明顯看出：磁珠法和QiagenTMRNA Mini Kit提取的總RNA對定量PCR的影響最小。4種提取方法提出副溶血性弧菌的RNA反轉錄后的cDNA產物進行的定量PCR結果，從前至后分別是Qiagen試劑盒、磁珠法、Trizol法、柱式RNA提取法，其中Trizol法和柱式法基本重合（封三圖9）。4種提取方法提出諾如病毒Ⅰ型的RNA反轉錄后的cDNA產物進行的定量PCR結果，從前至后分別是Qiagen試劑盒、磁珠法、Trizol法、柱式RNA提取法，其中Qiagen試劑盒和磁珠法基本重合（封三圖10）。四種提取方法提出諾如病毒II型的RNA反轉錄后的cDNA產物進行的定量PCR結果，從前至后分別是Qiagen試劑盒、磁珠法、Trizol法、柱式RNA提取法（封三圖11）。

3　討論

Trizol法、磁珠法、柱式法RNA提取試劑均是目前實際應用領域比較有代表性的總RNA提取試劑。從本文核酸濃度測定儀的檢測結果可以發現：無論是諾如病毒還是副溶血性弧菌弧菌，利用QiagenTMRNA Mini Kit提取總RNA的濃度和純度均要優于其他三種提取方法，磁珠法顯示出較高的純度，但存在濃度不高的情況。而Trizol法由于方法的原因，無論從濃度上還是純度上看，均缺乏相應的優勢。但是自Chomczynski發明Trizol方法的30多年來，Trizol法已經成為總RNA提取的經典方法，并得到了非常廣泛的應用和改良，由于其試劑易于獲得，試劑比例也便于調整，因此對改良Trizol法的研究也較多。這些均與國內多數研究提供的檢測報道相符[2-5]。同時，由于樣本間的差異，四種提取方法對于副溶血性弧菌的總RNA的提取效果要略高于諾如病毒。通過總RNA提取的后續熒光定量PCR檢測，所有樣本均擴增出了特異性核酸片段，但由于總RNA的提取效率不同，導致熒光定量PCR的檢測結果也存在差異，QiagenTMRNA Mini Kit要優于其他提取方法的情況。

經檢測，磁珠法和QiagenTMRNA Mini Kit提取出的總RNA純度較高，與陳星等[6]報道相同。Trizol法和柱式總RNA抽提試劑盒提取的總RNA純度相比以上兩種方法較差，總RNA樣品不純，有蛋白質等雜質污染。其中磁珠法在提取總RNA的過程中不如預期，雖然其體現了安全無毒及快速方便的優勢[7，8]，但由于國內部分檢測試劑的制造工藝存在一定程度的不足，導致了磁珠法在檢測過程中并不能高效的識別和結合核酸分子，致使其獲得的總RNA濃度偏低，雖然在常規大樣本的操作中能夠滿足檢測需求，但在諸如痕量樣本提取或盲樣考核等能力驗證活動中并不能取得令人滿意的結果。而Qiagen的檢測試劑雖然價格較高，操作相對繁瑣，但其提取效率較高已經在國內達成了共識[9-11]。而Trizol法由于對實驗人員的操作要求較高，因此可能在操作過程中會不同程度的產生污染，且不同人員之間操作產生的差異也較大[12，13]。柱式提取法為Trizol法的改進方法，不可避免存在操作上的誤差，且其也存在制造工藝的問題而無法得到令人滿意的提取效率[14，15]。

RNA的提取質量，是影響后續RT-PCR檢測的重要環節。在RNA的提取步驟中如保護劑的干擾或樣本外殼的裂解不完全，DNA污染、蛋白質或試劑殘留，均是影響總RNA提取效率，造成總RNA濃度偏低的原因[16-18]。本文研究顯示，QiagenTMRNA Mini Kit的提取效率最佳，對PCR的反應影響最小。磁珠法雖然濃度最低，但是磁珠法提取出的總RNA純度較高，與QiagenTMRNA Mini Kit不相上下，在熒光定量PCR檢測中具有一定的優勢。而Trizol法和柱式總RNA抽提試劑盒所獲得的總RNA純度比較低，存在不同程度的污染。QiagenTMRNA Mini Kit、磁珠法和柱式總RNA抽提試劑盒是市面上常見的RNA抽提試劑盒，便于獲取和操作。但是QiagenTMRNA Mini Kit成本偏高，在大量樣本提取時需要考慮經費問題。Trizol法是傳統的提取方法，試劑價格便宜但是操作過程復雜。因此如樣本來源寶貴，且核酸拷貝數少，則傾向于選擇QiagenTMRNA Mini Kit；如果樣本量大，且核酸拷貝數大，則考慮磁珠法RNA抽提試劑盒；如需要用最低成本獲得相對高濃度的RNA，則考慮選擇Trizol法[19-21]。

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Comparison of four methods for extraction of total RNA of norovirus and vibrio parahaemolyticus

BAI Jie1GUO Cihao1LUO Zhiqiang1CHEN Dong2
1.Zhoushan Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau in Zhejiang Province,Zhoushan 316000,China；2.Wenzhou Center for Disease Prevention and Control in Zhejiang Province,Wenzhou 325000,China

Objective To compare the four combined methods of total RNA extraction from norovirus and vibrio parahaemolyticus.Methods Total RNA was extracted from norovirus and vibrio parahaemolyticus with Trizol method,magnetic bead method,Qiagen RNA Mini Kit and column RNA extraction kit respectively.The quality of RNA was detected by nucleic acid analyzer,and the four extraction methods were compared by RT-PCR.Results QiagenTMRNA Mini Kit showed the best extraction efficiency and the least effect on PCR reaction.The bead method was ranked the second, but the purity of total RNA extracted by magnetic bead method was also higher.The total RNA obtained from total RNA extraction kit by Trizol method and column method was lower than the above two methods,and there were different degrees of contamination.The randomized block analysis showed that there were significant differences among the four extraction methods,with F concentration=11.313；F(A260/A280)=15.093；F(A260/A230)=11.155(P＜0.05).Conclusion The actual extraction efficiency of various reagents are different,and appropriate reagents should be selected according to different samples.

Norovirus；Vibrio parahaemolyticus；Total RNA；Reverse transcription PCR；Extraction

R332；Q933

B

1673-9701（2016）29-0127-04

浙江省公益基金資助課題（2014C33111）

（2016-08-10）