建蘭花葉病毒RT-LAMP檢測(cè)方法的建立

樊榮輝 黃敏玲 鐘淮欽 羅遠(yuǎn)華

摘? 要? 建蘭花葉病毒（Cymbidium mosaic virus，CyMV）是侵染蘭花的主要病毒，嚴(yán)重影響其觀賞價(jià)值，建立快速、靈敏的檢測(cè)方法顯得尤為重要。根據(jù)CyMV的外殼蛋白基因序列設(shè)計(jì)4對(duì)特異性引物，經(jīng)過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件，建立該病毒的RT-LAMP 檢測(cè)方法，并進(jìn)行LAMP檢測(cè)的特異性、敏感性檢測(cè)。該方法能特異擴(kuò)增CyMV，與其他4種病毒（齒蘭環(huán)斑病毒、菜豆黃花葉病毒、黃瓜花葉病毒和小蒼蘭花葉病毒）不發(fā)生反應(yīng);靈敏度為RT-PCR的10倍。田間檢測(cè)20份樣品中，RT-LAMP和RT-PCR檢測(cè)結(jié)果一致，檢出率為60%。在產(chǎn)物中加入熒光染料SYBR GreenⅠ，直接用肉眼觀察就可判斷樣品是否感染CyMV，可省去電泳分析的時(shí)間。針對(duì)CyMV建立的RT-LAMP方法具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、快速等特點(diǎn)，適用于在進(jìn)境檢疫及種苗繁育過(guò)程中的檢測(cè)鑒定。

關(guān)鍵詞? 建蘭花葉病毒;RT-LAMP;檢測(cè)

中圖分類號(hào)? S436.8? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

建蘭花葉病毒（Cymbidium mosaic virus，CyMV）是蘭花中最嚴(yán)重的病毒之一，洋蘭（蝴蝶蘭、石斛蘭、文心蘭等）主要由CyMV病毒單獨(dú)侵染為主[1]。蘭花受CyMV侵染后出現(xiàn)花葉、畸形、壞死及花瓣變色等癥狀，導(dǎo)致品質(zhì)下降，影響觀賞價(jià)值，制約蘭花產(chǎn)業(yè)發(fā)展[2-3]。目前尚缺乏有效防治建蘭花葉病毒的藥劑，最有效方法是培育無(wú)毒種苗，而這就需要對(duì)種苗進(jìn)行病毒檢測(cè)及鑒定。因此，建立快速、靈敏的檢測(cè)技術(shù)尤為重要。目前，對(duì)CyMV的檢測(cè)主要集中在酶聯(lián)免疫法（ELISA）和RT-PCR技術(shù)。2006年，Lee等[4]建立了CyMV與其他病毒的多重RT-PCR檢測(cè)技術(shù)，2008年，Lee等[5]建立了CyMV的抗血清技術(shù)。這些技術(shù)能有效檢測(cè)CyMV，并對(duì)后續(xù)新技術(shù)出現(xiàn)提供借鑒。酶聯(lián)免疫法是目前較常用的一種方法[6]，但也存在靈敏度不高、易出現(xiàn)假陽(yáng)性等缺點(diǎn)。PCR技術(shù)已成為常規(guī)檢測(cè)手段[7]，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求比較高，不利于向基層檢驗(yàn)部門(mén)推廣。環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增技術(shù)（Loop-me diated isothermal amplification，LAMP）應(yīng)用4條特異性引物，通過(guò)Bst DNA聚合酶，在水浴鍋中對(duì)靶基因進(jìn)行的一種恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)[8]，該技術(shù)具有擴(kuò)增特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作快速簡(jiǎn)便、檢測(cè)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，擺脫了對(duì)PCR儀等昂貴儀器的依賴[9-11]，在基層的檢測(cè)更加方便。本研究對(duì)CyMV的保守外殼蛋白（CP）基因設(shè)計(jì)4條特異性引物，并對(duì)其靈敏性和特異性進(jìn)行驗(yàn)證，建立了可特異檢測(cè)該病毒的RT-LAMP檢測(cè)方法，以期為蘭花種苗篩選提供可靠簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法，也利于基層檢疫部門(mén)進(jìn)行進(jìn)出口檢測(cè)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

感染了建蘭花葉病毒（Cymbidium mosaic virus， CyMV）、黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）、小蒼蘭花葉病毒（Freesia mosaic virus，F(xiàn)reMV）、齒蘭環(huán)斑病毒（Odontoglossum ringspot virus，ORSV）、菜豆黃花葉病毒（Bean yellow mosaic virus，BYMV）的陽(yáng)性樣品及健康對(duì)照樣品的葉片均由本實(shí)驗(yàn)室保存。

熒光染料SYBR GreenⅠ購(gòu)自北京鼎國(guó)公司;Bst聚合酶、MgSO4購(gòu)自New England Biolabs（美國(guó)）;EcoR I、PMD18-T載體、JOM109 感受態(tài)細(xì)胞均購(gòu)自TaKaRa;甜菜堿購(gòu)自Sigma（美國(guó)）。

1.2? 方法

1.2.1? RT-LAMP 體系的建立? 取感染病毒的葉片，按照多糖多酚植物總RNA提取試劑盒（北京百泰克生物技術(shù)有限公司）方法提取樣品的總RNA。

根據(jù)GenBank公布的CyMV較保守的CP基因序列為靶標(biāo)基因（AY429021、HQ644132、GU295168、AF016914、EU672821和GQ507023），設(shè)計(jì)得到6區(qū)域的4條特異性引物，其中F3和B3為外引物，F(xiàn)IP和BIP為內(nèi)引物（表1）。引物由上海生工生物工程有限公司合成。

反應(yīng)體系（25 μL）：10×Bst buffer 2.5 μL、 25 mmol/L MgSO4 4 μL、5 mmol/L Betaine 4 μL、2.5 mmol/L dNTPs 4 μL 、8 U/μL Bst聚合酶1 μL、20 μmol/L FIP 2 μL、20 μmol/L BIP 2 μL、10 μmol/L F3 0.5 μL、10 μmol/L B3 0.5 μL、 ddH2O 2 μL、cDNA 2.5 μL。反應(yīng)條件為：65 ℃、60 min，80 ℃、5 min。進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析;同時(shí)產(chǎn)物中加入SYBR GreenⅠ，目視觀察結(jié)果。

1.2.2? RT-LAMP 產(chǎn)物酶切鑒定? 為了進(jìn)一步驗(yàn)證LAMP擴(kuò)增的正確性，在設(shè)計(jì)LAMP引物時(shí)加入了EcoRⅠ酶切位點(diǎn)（gaattc）。將LAMP反應(yīng)產(chǎn)物電泳后，梯形條帶進(jìn)行膠回收，再用EcoR Ⅰ37 ℃酶切過(guò)夜，連接于PMD18-T載體上，用JOM109感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，測(cè)序。

1.2.3? 特異性和靈敏度驗(yàn)證? 對(duì)感染ORSV、FreMV、CMV、BYMV、CyMV的陽(yáng)性樣品，分別提取總RNA，應(yīng)用RT-LAMP檢測(cè)，瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行分析。

對(duì)感染CyMV陽(yáng)性樣品的總RNA，進(jìn)行10、102、103、104、105倍梯度稀釋，分別進(jìn)行RT-LAMP 和 RT-PCR靈敏度檢測(cè)。

運(yùn)用RT-LAMP和RT-PCR技術(shù)，對(duì)田間隨機(jī)采集的10份建蘭和10份文心蘭樣品進(jìn)行特異性檢測(cè)和驗(yàn)證。

2? 結(jié)果與分析

2.1? RT-LAMP

通過(guò)反應(yīng)體系的優(yōu)化，建立了能擴(kuò)增CyMV的RT-LAMP 反應(yīng)體系（圖1），RT-LAMP反應(yīng)產(chǎn)物有階梯狀的條帶，陰性對(duì)照未發(fā)現(xiàn)條帶;加入 SYBR GreenⅠ，混勻，RT-LAMP反應(yīng)產(chǎn)物為黃綠色，陰性對(duì)照為橙色。

2.2? RT-LAMP反應(yīng)產(chǎn)物的酶切驗(yàn)證

將LAMP產(chǎn)物膠回收后，用EcoRⅠ酶切如圖2，并進(jìn)行轉(zhuǎn)化測(cè)序，最終得出，酶切出的片段為目標(biāo)基因的F2-B2的序列，包括酶切堿基在內(nèi)大小為165 bp。證明該體系擴(kuò)增產(chǎn)物為靶基因。

2.3? 特異性驗(yàn)證

以分別感染ORSV、BYMV、FreMV、CMV和CyMV的樣品總RNA為模板，進(jìn)行RT-LAMP 擴(kuò)增。如圖3所示，只有CyMV有梯狀條帶，檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性，其他不產(chǎn)生條帶，說(shuō)明建立的檢測(cè)體系對(duì)CyMV檢測(cè)有較好特異性。

2.4? 靈敏度檢測(cè)

對(duì)不同濃度稀釋后的RNA，分別進(jìn)行 RT-LAMP和RT-PCR反應(yīng)。結(jié)果顯示，RT-LAMP在稀釋1000倍時(shí)，仍能檢測(cè)出CyMV，而RT-PCR在稀釋100倍還能檢測(cè)出CyMV，稀釋1000倍時(shí)，未檢出（圖4），表明RT-LAMP檢測(cè)CyMV的靈敏度是RT-PCR的10倍。

2.5? 田間樣品測(cè)定

隨機(jī)采取建蘭和文心蘭樣品各10份，分別進(jìn)行RT-LAMP和RT-PCR檢測(cè)，結(jié)果顯示，兩者檢測(cè)結(jié)果一致，建蘭有4份樣品呈陽(yáng)性，文心蘭有8份樣品呈陽(yáng)性（表2），表明RT-LAMP檢測(cè)技術(shù)能應(yīng)用于田間樣品。

3? 討論

蘭花是中國(guó)四大名花之一，代表高貴、典雅，具有極高的觀賞和收藏價(jià)值。但當(dāng)病毒病侵染時(shí)，植株會(huì)出現(xiàn)畸形、壞死，從而造成品質(zhì)下降，這是制約蘭花大規(guī)模生產(chǎn)的重要因子。為滿足消費(fèi)需求，培育無(wú)病毒苗是防止病毒病的重要措施，因此，建立快速、準(zhǔn)確、高效的檢測(cè)方法，對(duì)阻止病毒病的傳播有良好作用;或?qū)γ摱久邕M(jìn)行檢測(cè)，從根源上預(yù)防病毒病也具有重要意義。本試驗(yàn)針對(duì)建蘭花葉病毒建立的環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)具有擴(kuò)增快速高效、特異性好、操作簡(jiǎn)便、不需要特殊儀器等優(yōu)點(diǎn)，可以針對(duì)性地對(duì)蘭花脫毒種苗進(jìn)行檢測(cè)，從種源遏制病毒病的發(fā)生。本研究技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，在基層和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中有很好的應(yīng)用前景。

目前，病毒檢測(cè)的常用方法是PCR和ELISA技術(shù)，均且具有較好的檢測(cè)效果，但也存在耗時(shí)長(zhǎng)，成本高的特點(diǎn)，不太適用于基層檢測(cè)。與常規(guī)PCR方法相比，本研究所建立的LAMP技術(shù)，在保持PCR技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不需特殊儀器，成本低，且由于不需要熱循環(huán)，整個(gè)過(guò)程可以在60 min內(nèi)完成，更加省時(shí)，檢測(cè)結(jié)果若采用加入SYBR GreenⅠ目測(cè)的方式，檢測(cè)更快捷方便。因此該方法特別適合在基層中應(yīng)用。

LAMP 技術(shù)使用4～6條引物，會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)反應(yīng)的特異性[12-13]。引物設(shè)計(jì)至關(guān)重要，也較復(fù)雜和困難，除要遵循一般引物設(shè)計(jì)原則外，還有LAMP 引物設(shè)計(jì)自身要注意的事項(xiàng)[14]，特別是對(duì)于病毒多個(gè)生理小種間保守的CP基因差異明顯或GC含量較高序列設(shè)計(jì)更加困難[15]。本研究針對(duì)建蘭花葉病毒CP基因設(shè)計(jì)引物，經(jīng)驗(yàn)證該引物的特異性良好。同時(shí)，本研究建立的檢測(cè)CyMV的RT-LAMP方法靈敏度較高，比常規(guī)PCR靈敏度高10倍，對(duì)于病毒含量很少的脫毒苗的快速檢測(cè)方面有一定的優(yōu)勢(shì)。LAMP方法靈敏度高，容易出現(xiàn)假陽(yáng)性，因此本研究采用在RT-LAMP 反應(yīng)管蓋上滴加SYBR green I染色劑，待反應(yīng)結(jié)束后在不開(kāi)蓋的情況下直接使染色劑與擴(kuò)增產(chǎn)物混合，以此減少反復(fù)開(kāi)蓋而造成的污染問(wèn)題。

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