一种快速构建差异表达基因文库的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310052404.0

申请日:

2013.02.18

公开号:

CN103114086A

公开日:

2013.05.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C12N 15/10申请日:20130218|||公开

IPC分类号:

C12N15/10; C40B50/06; C40B40/08

主分类号:

C12N15/10

申请人:

重庆市畜牧科学院; 杨晶旭

发明人:

杨金龙; 刘作华; 黄勇; 张素辉; 杨睿; 张邑帆; 郑华; 李成洪; 杨晶旭

地址:

402460 重庆市荣昌县昌州大道770号

优先权:

专利代理机构:

北京同恒源知识产权代理有限公司 11275

代理人:

赵荣之

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内容摘要

本发明公开了一种快速构建差异表达基因文库的方法,包括如下步骤:先提取感染鹅细小病毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总mRNA;利用获得的mRNA合成双链cDNA进行酶切消化,然后分为2管,分别添加不同的接头进行连接;将加有接头的双链cDNA先进行正向消减杂交,然后将正向消减杂交产物进行反向消减杂交,反向消减杂交后再进行第一次PCR扩增,将扩增产物稀释后,以稀释液为模板进行第2次PCR扩增;最后将第2次PCR扩增的产物进行变性梯度凝胶电泳,电泳后进行染色,得鹅细小病毒胁迫法氏囊的差异表达基因文库;利用本发明的方法构建的基因文库无假阳性,并且具有速度快、灵敏度高、特异性强、成本低廉,操作方便等特点。

权利要求书

权利要求书一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.提取感染鹅细小病毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总mRNA;
b.利用步骤a所得总mRNA合成双链cDNA,然后进行酶切消化,得酶切消化的双链cDNA;
c.将步骤b所得酶切消化的双链cDNA分为2管,分别添加不同的接头进行连接,得加有接头的双链cDNA;
d.将步骤c所得加有不同接头的双链cDNA分别先进行正向消减杂交,然后将正向消减杂交产物进行反向消减杂交,得反向消减杂交产物;
e.以步骤d所得反向消减杂交产物进行第一次PCR扩增,然后将扩增产物稀释,并以稀释液为模板进行第2次PCR扩增;
f.将步骤e中第2次PCR扩增的产物进行变性梯度凝胶电泳,电泳后进行染色,得鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤b是利用步骤a所得总mRNA加入随机引物,先合成第一链cDNA,然后合成第二链cDNA,然后用Rsa I进行酶切消化,得酶切消化的双链cDNA。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤c中,所述不同接头分别为接头1和接头2,所述接头1如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示,所述接头2如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.3所示。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述正向消减杂交为分别取加有接头的双链cDNA,然后分别加入酶切消化的双链cDNA和杂交缓冲液,先在95‑98℃条件下变性,再于65‑68℃杂交8小时。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤d中,所述反向消减杂交为将获得的正向消减杂交产物混合,然后加入变性的加有接头的双链cDNA,在65‑68℃条件下过夜杂交,再加入稀释液后在65‑68℃条件下保温7分钟。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤e中,所述第一次PCR扩增的引物如SEQ ID NO.4所示。
根据权利要求1所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征在于:所述步骤e中,所述第二次PCR扩增是将第一次扩增产物稀释10倍作为模板,上游引物如SEQ ID NO.5所示,下游引物如SEQ ID NO.6所示。
根据权利要求1‑7任一项所述一种快速构建差异表达基因文库的方法,其特征于:所述变性梯度凝胶电泳为配制质量分数为6‑8%的丙烯酰氨、变性梯度范围为质量分数25%‑45%的变性梯度胶,将步骤e所得第二次PCR产物分别加入不同泳道,先在150V条件下电泳15分钟,再在120V条件下电泳7小时,然后银染显色。

说明书

说明书一种快速构建差异表达基因文库的方法
 
技术领域
本发明属于生物技术领域,涉及一种快速构建差异表达基因文库的方法。
背景技术
抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术是1996年DiatchenkoL等设计出的以抑制性PCR和消减杂交技术为基础的一种寻找差异表达基因的方法,具有稳定、灵敏等特点,是目前最具应用前景的研究工具之一,在新基因的分离鉴定中显示了重要的价值,得到了广泛的应用。但此技术存在以下缺陷:①富集的cDNA片段克隆时仍有10‑40%左右的假阳性(Gurskaya NG, Diatchenko L, Chenchik A., et al. Equalizing cDNA subtraction based on selective suppression of polymerase chain reaction: cloning of Jurkat cell transcripts induced by phytohemaglutinin and phorbol 12‑myristate 13‑acetate. Anal Biochem. 1996;1: 90‑97);②虽然该法富集了差异表达基因,但是一些基因被多次重复克隆、检测,导致库容“虚增”;③该法无法预知多大的文库库容可以包含所有的差异基因,使检测到的表达基因偏少;④此法操作步骤多且成本偏高,普通实验室无力进行。上述原因导致对基因文库的分析极易出现误差,也限制了此技术的更广泛应用(曾勇,陆承平.cDNA微阵列结合抑制性差减杂交研究对虾白斑综合症病毒部分表达基因.病毒学报.2004;3:255‑260)。因此,完善SSH技术,消除上述缺陷,为新基因的发现与功能研究提供更为完美、可靠的技术支持具有重要的科学意义。      
变性梯度凝胶电泳技术(DGGE,Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)通过核酸片段在变性条件下不同程度解链,从而导致这些片段在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速率不同以此来显示核酸片段多样性的技术。DGGE技术具有如下优点:①双链DNA在变性梯度凝胶(变性剂浓度从小到大)的泳动过程中,其解链的速度和程度与其序列密切相关,在恰当的条件下,只要有一个碱基对的差异即可相互分开,应用“GC夹板”技术还可使大于500bp的DNA片段检出率提高到100%,能得到几乎所有微生物DNA多样性的信息,在微生物生态学的研究中得到了广泛的应用;②更为可贵的是,电泳凝胶上的条带可以在回收后直接测序,由于能检测出有差异的条带,不会出现重复测序以及漏检现象,从而能够构建“精确基因文库”;③由于取消了PCR产物克隆程序,也就不会出现因克隆而导致假阳性的现象;④实验成本大幅度降低。但由于DGGE技术“能检异而不富异、不消同”,不能检测出某些丰度低于1%的基因,而恰恰这些丰度低于1%的基因往往就是关键的功能基因,由于未能得到“富集”而得不到检测,使其未能在构建差异表达基因文库中得到应用。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种快速构建差异表达基因文库的方法,以克服现有技术的上述缺点,从而为寻找差异表达基因提供科学的依据和指导作用。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种快速构建差异表达基因文库的方法,包括如下步骤:
a.提取感染鹅细小病毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总mRNA;
b.利用步骤a所得总mRNA合成双链cDNA,然后进行酶切消化,得酶切消化的双链cDNA;
c.将步骤b所得酶切消化的双链cDNA分为2管,分别添加不同的接头进行连接,得加有接头的双链cDNA;
d.将步骤c所得加有接头的双链cDNA先进行正向消减杂交,然后将正向消减杂交产物进行反向消减杂交,得反向消减杂交产物;
e.以步骤d所得反向消减杂交产物进行第一次PCR扩增,然后将扩增产物稀释,并以稀释液为模板进行第2次PCR扩增;
f.将步骤e中第2次PCR扩增的产物进行变性梯度凝胶电泳,电泳后进行染色,得鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。
优选的,所述步骤b是利用步骤a所得总mRNA加入随机引物,先合成第一链cDNA,然后合成第二链cDNA,然后用Rsa I进行酶切消化,得酶切消化的双链cDNA。
优选的,所述步骤c中,所述不同接头分别为接头1和接头2,所述接头1为5’‑ctaatacgactcactatagggctcgagcggccgcccgggcaggt‑3’和 3’‑ggcccgtcca‑5’,所述接头2为5’‑ctaatacgactcactatagggcagcgtggtcgcggccgaggt‑3’和3’‑gccggctcca‑5’。
优选的,所述步骤d中,所述正向消减杂交为分别取加有接头的双链cDNA,然后分别加入酶切消化的双链cDNA和杂交缓冲液,先在95‑98℃条件下变性,再于65‑68℃杂交8小时。
优选的,所述步骤d中,所述反向消减杂交为将获得的正向消减杂交产物混合,然后加入变性的加有接头的双链cDNA,在65‑68℃条件下过夜杂交。
优选的,所述步骤e中,所述第一次PCR扩增的引物为5’‑ctaatacgactcactatagggc‑3’。
优选的,所述步骤e中,所述第二次PCR扩增是将第一次扩增产物稀释10倍作为模板,上游引物为5’‑tcgagcggccgcccgggcaggt‑3’,下游引物为5’‑agcgtggtcgcggccgaggt‑3’。
更优选的,所述变性梯度凝胶电泳为配制质量分数为6‑8%的丙烯酰氨、变性梯度范围为质量分数25%‑45%的变性梯度胶,将步骤e所得第二次PCR产物分别加入不同泳道,先在150V条件下电泳15分钟,再在120V条件下电泳7小时,然后银染显色。
本发明的有益效果在于:本发明利用变性梯度凝胶电泳技术取代抑制性消减杂交中引起假阳性等技术缺陷的克隆步骤,将其应用于差异表达基因文库的快速构建,更适合于差异表达基因文库的快速构建。应用本发明公开的方法具有“消同富异”的作用,直接对富集了成百上千倍的差异基因,然后将两次扩增的PCR产物进行DGGE检测,将得到的条带测序后构建差异表达基因文库,既简化了操作程序,降低了实验误差和实验成本,又因不用克隆而彻底消除了SSH假阳性现象的发生,还因为能电泳检测出有多少条差异性条带而精确知道基因文库的库容,为新基因的发现与功能研究提供更为完美、可靠的技术支持。
附图说明
图1为构建的差异表达基因文库(1为皮下攻毒组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;2为口服攻毒组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;3为滴鼻攻毒组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;4为阴性对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带; 5为皮下攻毒对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;6为口服攻毒对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;7为滴鼻攻毒对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带;M为Marker)。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
1、免克隆抑制性消减杂交(ACSSH)试剂:随机引物、5×First‑strand Buffer(第一链缓冲液)、连接缓冲液、杂交缓冲液、Taq 聚合酶缓冲液、Second‑strand Enzyme Cocktail(第二链合成酶)、5×Second‑strand Buffer(第二链缓冲液)、dNTPs、ddH2O、AMV逆转录酶、T4 DNA 聚合酶、EDTA/Glycogen Mix(EDTA/糖混合液)、苯酚:氯仿:异戊醇为25:24:1(体积比)、Rsa I酶、Rsa缓冲液、T4 DNA连接酶、Tester1‑1(转录物1)、Tester1‑2(转录物2)、Adaptor1(接头1)、Adaptor2(接头2)、5×Ligation Buffer(连接缓冲液)、Ligation master mix(连接反应液)和Taq DNA聚合酶,以上试剂均购自上海生工生物工程科技有限公司。
2、变性梯度凝胶(DGGE)试剂:质量分数为40%聚丙烯酰胺贮存液、0%变性梯度凝胶、质量分数为80%变性梯度凝胶、硝酸银染色液、固定终止液(含体积分数为10%乙醇、体积分数为0.5%冰乙酸的溶液)、显影液(12g氢氧化钠溶解于400 mL超纯水中,4℃冰箱冷却约2h,临用前加入2 mL 37%甲醛)、DGGE loading buffer(溴苯酚蓝0.05g,甲醇0.05g,1×TAE10.00 mL).
一种快速构建差异表达基因文库的方法,具体步骤为:
a、提取细胞总mRNA
取140只7日龄无鹅细小病毒(GPV)的雏鹅饲养在SPF动物饲养房,随机分为7组,第一组、第二组和第三组分别为皮下、口服和滴鼻攻毒取样组,每组30只,其中20只为攻毒鹅,10只为同居鹅,攻毒剂量为强毒GPV每只0.1mL;第四组为阴性对照组(健康对照组)20只,隔离饲养;第五组、第六组和第七组每组10只,分别为皮下、口服和滴鼻感染阳性对照组;攻毒后于24小时、48小时、72小时和6天后采样,攻毒组、同居组和健康对照组每次采3只,采集法氏囊于‑80℃保存备用,攻毒后随时观察临床症状和死亡鹅解剖变化。
取所有法氏囊样本并分别提取细胞总RNA,提取步骤按照RNeasy plus Mini Kit说明书进行(该试剂盒购自QIAGEN公司),所提RNA经紫外分光光度计进行浓度测定,然后将总RNA稀释至DNA OD260/OD280在1.6‑2.0范围内,其浓度在10‑100ng/μL范围内。
、获得双链cDNA
①cDNA第一链的合成
1)在0.5mL经DEPC处理过的离心管中分别加入攻毒组(tester)和阴性对照组(driver)的mRNA各2µg,然后加入1µL(10µM)随机引物,70℃温浴2min,迅速置于冰上放置2min,然后在每管中加入如下混合物:
                 5×First‑strand Buffer                     2µL;
                 dNTPs(10mM)                       1µL;
                 ddH2O                                 1µL;
                 AMV 逆转录酶(20U/µL)                 1µL;
2)  42℃反应1.5小时,然后将离心管置于冰上,终止cDNA第一链的合成,然后马上进行第二链的合成。
②cDNA第二链的合成
1)在已经合成好cDNA第一链的离心管中加入如下反应物:
ddH2O                               48.4µL;
5×Second‑strand Buffer                  16.0µL;
dNTPs(10mM)                      1.6µL;
20×Second‑strand Enzyme Cocktail         4.0µL;
2)加入2µL(6U)T4 DNA Polymerase,13‑16℃反应30min。
3)加入20×EDTA/Glycogen Mix 4µL,以终止反应。
4)加入100µL苯酚:氯仿:异戊醇(25:24:1)(体积比)抽提,然后加入100µL浓度为3 mol/L的醋酸铵和100µL体积分数为95%的乙醇进行沉淀,沉淀出cDNA双链,经3000 r/min离心20 min后去上清,沉淀用体积分数为80%乙醇进行洗涤,自然干燥10 min后加入50µL灭菌去离子水溶解,置于‑20℃备用。
③cDNA的酶切消化
1)将步骤②制备的双链cDNA经35‑37℃过夜酶切,酶切体系为:
cDNA双链                   43.5µL;
10×Rsa Restriction Buffer        5.0µL;
Rsa I(10U/µL)               1.5µL;
2)每管用2.5µL EDTA/Glycogen混合物终止反应。
3)加入50µL苯酚:氯仿:异戊醇(25:24:1)(体积比)抽提,上清置于1.5 mL离心管中加入100µL浓度为 3 mol/L的醋酸铵和100µL体积分数为95%的乙醇沉淀,而后经体积分数为80%的乙醇洗涤后自然干燥10 min,并沉淀出酶切后的双链cDNA,溶解于5.5µL双蒸水中。
、cDNA连接接头
将步骤b酶切消化的双链cDNA分为两份,一份与接头1连接,另一份与接头2连接,其中接头1的序列为5’‑ctaatacgactcactatagggctcgagcggccgcccgggcaggt‑3’(SEQ ID NO.1)和3’‑ggcccgtcca‑5’(SEQ ID NO.2);接头2的序列为5’‑ctaatacgactcactatagggcagcgtggtcgcggccgaggt‑3’ (SEQ ID NO.1)和3’‑gccggctcca‑5’ (SEQ ID NO.3)。
具体步骤如下:
1)取1µL酶切的双链cDNA用5µL ddH2O稀释;
2)连接反应液(Ligation Master Mix)的制备如下:
ddH2O                            3µL;
5×Ligation Buffer                   2µL;
T4 DNA 连接酶                    1µL;
3)在两个EP管中分别加入如下试剂:

在另一离心管中混合1.5µLtester1‑1和1.5µLtester1‑2,连接反应完成后即为本实验所需要的unsubtracted tester control 1‑c;
4)轻微离心,13‑16℃过夜连接;
5)加入1µL 20×EDTA/Glycogen Mix,终止反应;68‑72℃温育5min使ligase失活;
6)取1µL unsubtracted tester control 1‑c,用1mL ddH2O稀释,并取1 mL作为模板,用位于接头1/2 R 5’端的PCR引物1进行PCR检测,即引物1的序列为5’‑ctaatacgactcactatagggc‑3’;
7)所有样品放入‑20℃保存。
、正向、反向消减杂交
正向消减杂交tester为经过酶切和连接后的法氏囊cDNA,driver为酶切后但未进行接头连接的法氏囊cDNA。而反向消减杂交正好相反, driver为经过酶切和连接后的法氏囊cDNA。
消减杂交由2轮组成,包括正向消减杂交和反向消减杂交,正向杂交为取GPV感染后的经Rsa I消化的并且加接头的tester1‑1和tester1‑2各1.5µL,分别置于2个离心管中,然后各加入由未感染的经Rsa 消化的cDNA(Driver)和杂交缓冲液进行混匀,先置于95‑98℃变性,再于65‑68℃杂交8小时,此为第一轮杂交。
正向消减杂交的体系为:

每个反应管中加一滴矿物油覆盖,短暂离心;然后95‑98℃ 5min,使DNA充分变性;再在65‑68℃条件下杂交10小时(杂交时间不少于6小时,也不能超过12小时),完成后立即进行反向消减杂交。
反向消减杂交变性driver的体系为:
Driver cDNA(酶切和连接后的法氏囊cDNA)  1µL;
4×Hybridzaion Buffer                         1µL;
无菌水                                     2µL;
 取1µL混合液加一滴矿物油覆盖后于PCR仪上95‑98℃变性1.5min;将移液器调到15µL,轻轻将枪头伸入Hybridzation sample 2中矿物油与液面交界出,小心将吸出水相,并吸入少许空气;打入装有hybridzation sample 1的离心管中,然后用同样的方法吸入新鲜的变性driver(即经过酶切和连接后的法氏囊cDNA),并打入混合液中,将混合物用枪头混匀,短暂离心;然后在65‑68℃条件下过夜;再加入200µL的水(也可以为其他稀释液)在65‑68℃条件下保温7分钟,至此杂交完成。
、两次抑制性PCR扩增
①第一次扩增
反应体系为:10×Taq polymerase Buffer 2µL;dNTPs(10µM) 0.4µL;引物1 1µL,其核酸序列为:5’‑ctaatacgactcactatagggc‑3’(SEQ ID NO.4)(10µM);Taq polymerase(2U/µL)0.5µL;ddH2O 14.1µL;第二次杂交产物2µL,终体积20µL。
扩增程序为:75℃、5min;94℃变性30秒、66℃退火30秒、72℃延伸1.5分钟,共34个循环;72℃后延伸5分钟,最后4℃保存。将第一次扩增产物稀释10倍作为第二次PCR的模板。
②第二次扩增
反应体系为:10×Taq polymerase Buffer 2µL;dNTPs(10µM)0.4µL;10µM的上游引物 1µL,10µM的下游引物µL;Taq polymerase(2U/µL)0.5µL;ddH2O 13.1µL;10倍稀释后的第一次PCR产物2µL,终体积为20µL。其中上游引物的序列为:5’‑tcgagcggccgcccgggcaggt‑3’ (SEQ ID NO.5);下游引物的序列为:5’‑agcgtggtcgcggccgaggt‑3’ (SEQ ID NO.6)。
扩增反应程序为:94℃变性30秒、68℃退火30秒、72℃延伸1.5分钟;72℃后延伸5分钟,4℃保存,反应结束后用质量分数为1.2%琼脂糖凝胶电泳检测。
、无假阳性差异基因文库构建
1)变性梯度胶制备
配制丙烯酰氨质量分数为6‑8%、变性梯度范围为质量分数25%‑45%的变性梯度胶;
2)电泳:将PCR产物分别加入不同泳道,在150V条件下电泳15分钟,再在120V条件下电泳7小时;
3)将电泳胶版进行银染,得鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。将鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库进行扫描,结果如图1所示。将差异表达的条带切胶测序分析,能够获得差异表达基因序列。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

一种快速构建差异表达基因文库的方法.pdf_第1页
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1、(10)申请公布号 CN 103114086 A (43)申请公布日 2013.05.22 CN 103114086 A *CN103114086A* (21)申请号 201310052404.0 (22)申请日 2013.02.18 C12N 15/10(2006.01) C40B 50/06(2006.01) C40B 40/08(2006.01) (71)申请人 重庆市畜牧科学院 地址 402460 重庆市荣昌县昌州大道 770 号 申请人 杨晶旭 (72)发明人 杨金龙 刘作华 黄勇 张素辉 杨睿 张邑帆 郑华 李成洪 杨晶旭 (74)专利代理机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1。

2、1275 代理人 赵荣之 (54) 发明名称 一种快速构建差异表达基因文库的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种快速构建差异表达基因文 库的方法, 包括如下步骤 : 先提取感染鹅细小病 毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总 mRNA ; 利用 获得的 mRNA 合成双链 cDNA 进行酶切消化, 然后 分为 2 管, 分别添加不同的接头进行连接 ; 将加有 接头的双链 cDNA 先进行正向消减杂交, 然后将正 向消减杂交产物进行反向消减杂交, 反向消减杂 交后再进行第一次 PCR 扩增, 将扩增产物稀释后, 以稀释液为模板进行第 2 次 PCR 扩增 ; 最后将第 2次PCR扩增的产物进行变性梯。

3、度凝胶电泳, 电泳 后进行染色, 得鹅细小病毒胁迫法氏囊的差异表 达基因文库 ; 利用本发明的方法构建的基因文库 无假阳性, 并且具有速度快、 灵敏度高、 特异性强、 成本低廉, 操作方便等特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 序列表 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 序列表2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103114086 A CN 103114086 A *CN103114086A* 1/1 页 2 1. 一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于, 包括如下步骤 : 。

4、a. 提取感染鹅细小病毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总 mRNA ; b. 利用步骤 a 所得总 mRNA 合成双链 cDNA, 然后进行酶切消化, 得酶切消化的双链 cDNA ; c. 将步骤 b 所得酶切消化的双链 cDNA 分为 2 管, 分别添加不同的接头进行连接, 得加 有接头的双链 cDNA ; d.将步骤c所得加有不同接头的双链cDNA分别先进行正向消减杂交, 然后将正向消减 杂交产物进行反向消减杂交, 得反向消减杂交产物 ; e.以步骤d所得反向消减杂交产物进行第一次PCR扩增, 然后将扩增产物稀释, 并以稀 释液为模板进行第 2 次 PCR 扩增 ; f.将步骤e中第2次PC。

5、R扩增的产物进行变性梯度凝胶电泳, 电泳后进行染色, 得鹅细 小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。 2. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 b 是利用步骤 a 所得总 mRNA 加入随机引物, 先合成第一链 cDNA, 然后合成第二链 cDNA, 然后用 Rsa I 进行酶切消化, 得酶切消化的双链 cDNA。 3. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 c 中, 所述不同接头分别为接头 1 和接头 2, 所述接头 1 如 SEQ ID NO.1 和 SEQ ID NO.2 所示, 所述接头 。

6、2 如 SEQ ID NO.1 和 SEQ ID NO.3 所示。 4. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 d 中, 所述正向消减杂交为分别取加有接头的双链 cDNA, 然后分别加入酶切消化的双链 cDNA 和杂交缓冲液, 先在 95-98条件下变性, 再于 65-68杂交 8 小时。 5. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 d 中, 所述反向消减杂交为将获得的正向消减杂交产物混合, 然后加入变性的加有接头 的双链 cDNA, 在 65-68条件下过夜杂交, 再加入稀释液后在 65-68。

7、条件下保温 7 分钟。 6. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 e 中, 所述第一次 PCR 扩增的引物如 SEQ ID NO.4 所示。 7. 根据权利要求 1 所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征在于 : 所述步 骤 e 中, 所述第二次 PCR 扩增是将第一次扩增产物稀释 10 倍作为模板, 上游引物如 SEQ ID NO.5 所示, 下游引物如 SEQ ID NO.6 所示。 8. 根据权利要求 1-7 任一项所述一种快速构建差异表达基因文库的方法, 其特征于 : 所述变性梯度凝胶电泳为配制质量分数为 6-8% 的丙烯酰。

8、氨、 变性梯度范围为质量分数 25%-45%的变性梯度胶, 将步骤e所得第二次PCR产物分别加入不同泳道, 先在150V条件下 电泳 15 分钟, 再在 120V 条件下电泳 7 小时, 然后银染显色。 权 利 要 求 书 CN 103114086 A 2 1/6 页 3 一种快速构建差异表达基因文库的方法 0001 技术领域 0002 本发明属于生物技术领域, 涉及一种快速构建差异表达基因文库的方法。 背景技术 0003 抑制性消减杂交 (suppression subtractive hybridization, SSH) 技术是 1996 年DiatchenkoL等设计出的以抑制性PCR。

9、和消减杂交技术为基础的一种寻找差异表达基因 的方法, 具有稳定、 灵敏等特点, 是目前最具应用前景的研究工具之一, 在新基因的分离鉴 定中显示了重要的价值, 得到了广泛的应用。但此技术存在以下缺陷 : 富集的 cDNA 片段 克隆时仍有 10-40% 左右的假阳性 (Gurskaya NG, Diatchenko L, Chenchik A., et al. Equalizing cDNA subtraction based on selective suppression of polymerase chain reaction: cloning of Jurkat cell transcr。

10、ipts induced by phytohemaglutinin and phorbol 12-myristate 13-acetate. Anal Biochem. 1996 ; 1: 90-97) ; 虽然该法富集 了差异表达基因, 但是一些基因被多次重复克隆、 检测, 导致库容 “虚增” ; 该法无法预知 多大的文库库容可以包含所有的差异基因, 使检测到的表达基因偏少 ; 此法操作步骤多 且成本偏高, 普通实验室无力进行。 上述原因导致对基因文库的分析极易出现误差, 也限制 了此技术的更广泛应用 (曾勇, 陆承平cDNA 微阵列结合抑制性差减杂交研究对虾白斑综 合症病毒部分表达基因病毒。

11、学报2004 ; 3 : 255-260)。因此, 完善 SSH 技术, 消除上述缺 陷, 为新基因的发现与功能研究提供更为完美、 可靠的技术支持具有重要的科学意义。 变性梯度凝胶电泳技术 (DGGE, Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) 通过核 酸片段在变性条件下不同程度解链, 从而导致这些片段在聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速率不 同以此来显示核酸片段多样性的技术。DGGE 技术具有如下优点 : 双链 DNA 在变性梯度凝 胶 (变性剂浓度从小到大) 的泳动过程中, 其解链的速度和程度与其序列密切相关, 在恰当 的条件下, 只要有一个碱基对的差异即可相。

12、互分开, 应用 “GC 夹板” 技术还可使大于 500bp 的 DNA 片段检出率提高到 100, 能得到几乎所有微生物 DNA 多样性的信息, 在微生物生态 学的研究中得到了广泛的应用 ; 更为可贵的是, 电泳凝胶上的条带可以在回收后直接测 序, 由于能检测出有差异的条带, 不会出现重复测序以及漏检现象, 从而能够构建 “精确基 因文库” ; 由于取消了PCR产物克隆程序, 也就不会出现因克隆而导致假阳性的现象 ; 实 验成本大幅度降低。但由于 DGGE 技术 “能检异而不富异、 不消同” , 不能检测出某些丰度低 于 1% 的基因, 而恰恰这些丰度低于 1% 的基因往往就是关键的功能基因,。

13、 由于未能得到 “富 集” 而得不到检测, 使其未能在构建差异表达基因文库中得到应用。 发明内容 0004 有鉴于此, 本发明的目的是提供一种快速构建差异表达基因文库的方法, 以克服 现有技术的上述缺点, 从而为寻找差异表达基因提供科学的依据和指导作用。 说 明 书 CN 103114086 A 3 2/6 页 4 0005 为达到上述目的, 本发明提供如下技术方案 : 一种快速构建差异表达基因文库的方法, 包括如下步骤 : a. 提取感染鹅细小病毒和未感染鹅细小病毒鹅法氏囊的总 mRNA ; b. 利用步骤 a 所得总 mRNA 合成双链 cDNA, 然后进行酶切消化, 得酶切消化的双链 c。

14、DNA ; c. 将步骤 b 所得酶切消化的双链 cDNA 分为 2 管, 分别添加不同的接头进行连接, 得加 有接头的双链 cDNA ; d.将步骤c所得加有接头的双链cDNA先进行正向消减杂交, 然后将正向消减杂交产物 进行反向消减杂交, 得反向消减杂交产物 ; e.以步骤d所得反向消减杂交产物进行第一次PCR扩增, 然后将扩增产物稀释, 并以稀 释液为模板进行第 2 次 PCR 扩增 ; f.将步骤e中第2次PCR扩增的产物进行变性梯度凝胶电泳, 电泳后进行染色, 得鹅细 小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。 0006 优选的, 所述步骤b是利用步骤a所得总mRNA加入随机引物, 先合成第。

15、一链cDNA, 然后合成第二链 cDNA, 然后用 Rsa I 进行酶切消化, 得酶切消化的双链 cDNA。 0007 优选的, 所述步骤 c 中, 所述不同接头分别为接头 1 和接头 2, 所述接头 1 为 5 -ct aatacgactcactatagggctcgagcggccgcccgggcaggt-3 和 3 -ggcccgtcca-5 , 所述接头 2 为 5 -ctaatacgactcactatagggcagcgtggtcgcggccgaggt-3 和 3 -gccggctcca-5 。 0008 优选的, 所述步骤 d 中, 所述正向消减杂交为分别取加有接头的双链 cDNA, 然。

16、后分 别加入酶切消化的双链 cDNA 和杂交缓冲液, 先在 95-98条件下变性, 再于 65-68杂交 8 小时。 0009 优选的, 所述步骤 d 中, 所述反向消减杂交为将获得的正向消减杂交产物混合, 然 后加入变性的加有接头的双链 cDNA, 在 65-68条件下过夜杂交。 0010 优 选 的,所 述 步 骤 e 中,所 述 第 一 次 PCR 扩 增 的 引 物 为 5 -ctaatacgactcactatagggc-3 。 0011 优 选 的, 所 述 步 骤 e 中, 所 述 第 二 次 PCR 扩 增 是 将 第 一 次 扩 增 产 物 稀 释 10 倍 作 为 模 板,上。

17、 游 引 物 为 5 -tcgagcggccgcccgggcaggt-3 ,下 游 引 物 为 5 -agcgtggtcgcggccgaggt-3 。 0012 更优选的, 所述变性梯度凝胶电泳为配制质量分数为 6-8% 的丙烯酰氨、 变性梯度 范围为质量分数 25%-45% 的变性梯度胶, 将步骤 e 所得第二次 PCR 产物分别加入不同泳道, 先在 150V 条件下电泳 15 分钟, 再在 120V 条件下电泳 7 小时, 然后银染显色。 0013 本发明的有益效果在于 : 本发明利用变性梯度凝胶电泳技术取代抑制性消减杂交 中引起假阳性等技术缺陷的克隆步骤, 将其应用于差异表达基因文库的快。

18、速构建, 更适合 于差异表达基因文库的快速构建。应用本发明公开的方法具有 “消同富异” 的作用, 直接对 富集了成百上千倍的差异基因, 然后将两次扩增的 PCR 产物进行 DGGE 检测, 将得到的条带 测序后构建差异表达基因文库, 既简化了操作程序, 降低了实验误差和实验成本, 又因不用 克隆而彻底消除了 SSH 假阳性现象的发生, 还因为能电泳检测出有多少条差异性条带而精 确知道基因文库的库容, 为新基因的发现与功能研究提供更为完美、 可靠的技术支持。 说 明 书 CN 103114086 A 4 3/6 页 5 附图说明 0014 图 1 为构建的差异表达基因文库 (1 为皮下攻毒组鹅细。

19、小病毒胁迫法氏囊差异表 达基因条带 ; 2 为口服攻毒组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带 ; 3 为滴鼻攻毒组鹅 细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带 ; 4 为阴性对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达 基因条带 ; 5 为皮下攻毒对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带 ; 6 为口服攻毒 对照组鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因条带 ; 7 为滴鼻攻毒对照组鹅细小病毒胁迫法 氏囊差异表达基因条带 ; M 为 Marker) 。 具体实施方式 0015 下面将结合附图, 对本发明的优选实施例进行详细的描述。 0016 1、 免克隆抑制性消减杂交 (ACSSH)试剂 : 随机引物、 5Firs。

20、t-strand Buffer (第一链缓冲液) 、 连接缓冲液、 杂交缓冲液、 Taq 聚合酶缓冲液、 Second-strand Enzyme Cocktail(第二链合成酶) 、 5Second-strand Buffer(第二链缓冲液) 、 dNTPs、 ddH2O、 AMV 逆转录酶、 T4 DNA 聚合酶、 EDTA/Glycogen Mix(EDTA/ 糖混合液) 、 苯酚 : 氯仿 : 异戊醇为 25:24:1 (体积比) 、 Rsa I 酶、 Rsa 缓冲液、 T4 DNA 连接酶、 Tester1-1 (转录物 1) 、 Tester1-2 (转录物 2) 、 Adapto。

21、r1(接头 1) 、 Adaptor2(接头 2) 、 5Ligation Buffer(连接缓冲液) 、 Ligation master mix(连接反应液) 和 Taq DNA 聚合酶, 以上试剂均购自上海生工生物工 程科技有限公司。 0017 2、 变性梯度凝胶 (DGGE) 试剂 : 质量分数为 40% 聚丙烯酰胺贮存液、 0% 变性梯度凝 胶、 质量分数为 80% 变性梯度凝胶、 硝酸银染色液、 固定终止液 (含体积分数为 10% 乙醇、 体 积分数为 0.5% 冰乙酸的溶液) 、 显影液 (12g 氢氧化钠溶解于 400 mL 超纯水中, 4冰箱冷 却约 2h, 临用前加入 2 m。

22、L 37% 甲醛) 、 DGGE loading buffer (溴苯酚蓝 0.05g, 甲醇 0.05g, 1TAE10.00 mL) . 一种快速构建差异表达基因文库的方法, 具体步骤为 : a、 提取细胞总 mRNA 取 140 只 7 日龄无鹅细小病毒 (GPV) 的雏鹅饲养在 SPF 动物饲养房, 随机分为 7 组, 第 一组、 第二组和第三组分别为皮下、 口服和滴鼻攻毒取样组, 每组 30 只, 其中 20 只为攻毒 鹅, 10 只为同居鹅, 攻毒剂量为强毒 GPV 每只 0.1mL ; 第四组为阴性对照组 (健康对照组) 20 只, 隔离饲养 ; 第五组、 第六组和第七组每组 1。

23、0 只, 分别为皮下、 口服和滴鼻感染阳性对照 组 ; 攻毒后于 24 小时、 48 小时、 72 小时和 6 天后采样, 攻毒组、 同居组和健康对照组每次采 3 只, 采集法氏囊于 -80保存备用, 攻毒后随时观察临床症状和死亡鹅解剖变化。 0018 取所有法氏囊样本并分别提取细胞总 RNA, 提取步骤按照 RNeasy plus Mini Kit 说明书进行 (该试剂盒购自 QIAGEN 公司) , 所提 RNA 经紫外分光光度计进行浓度测定, 然后 将总 RNA 稀释至 DNA OD260/OD280在 1.6-2.0 范围内, 其浓度在 10-100ng/L 范围内。 0019 、 获。

24、得双链 cDNA cDNA 第一链的合成 1)在 0.5mL 经 DEPC 处理过的离心管中分别加入攻毒组 (tester)和阴性对照组 (driver) 的 mRNA 各 2g, 然后加入 1L(10M) 随机引物, 70温浴 2min, 迅速置于冰上放 置 2min, 然后在每管中加入如下混合物 : 说 明 书 CN 103114086 A 5 4/6 页 6 5First-strand Buffer 2L ; dNTPs(10mM) 1L ; ddH2O 1L ; AMV 逆转录酶 (20U/L) 1L ; 2) 42反应1.5小时, 然后将离心管置于冰上, 终止cDNA第一链的合成, 。

25、然后马上进 行第二链的合成。 0020 cDNA 第二链的合成 1) 在已经合成好 cDNA 第一链的离心管中加入如下反应物 : ddH2O 48.4L ; 5Second-strand Buffer 16.0L ; dNTPs(10mM) 1.6L ; 20Second-strand Enzyme Cocktail 4.0L ; 2) 加入 2L(6U) T4 DNA Polymerase, 13-16反应 30min。 0021 3) 加入 20EDTA/Glycogen Mix 4L, 以终止反应。 0022 4) 加入 100L 苯酚 : 氯仿 : 异戊醇 (25 : 24 : 1) 。

26、(体积比) 抽提, 然后加入 100L 浓度 为 3 mol/L 的醋酸铵和 100L 体积分数为 95的乙醇进行沉淀, 沉淀出 cDNA 双链, 经 3000 r/min 离心 20 min 后去上清, 沉淀用体积分数为 80乙醇进行洗涤, 自然干燥 10 min 后加 入 50L 灭菌去离子水溶解, 置于 -20备用。 0023 cDNA 的酶切消化 1) 将步骤制备的双链 cDNA 经 35-37过夜酶切, 酶切体系为 : cDNA 双链 43.5L ; 10Rsa Restriction Buffer 5.0L ; Rsa I(10U/L) 1.5L ; 2) 每管用 2.5L EDT。

27、A/Glycogen 混合物终止反应。 0024 3) 加入 50L 苯酚 : 氯仿 : 异戊醇 (25:24:1) (体积比) 抽提, 上清置于 1.5 mL 离心 管中加入 100L 浓度为 3 mol/L 的醋酸铵和 100L 体积分数为 95的乙醇沉淀, 而后经体 积分数为 80的乙醇洗涤后自然干燥 10 min, 并沉淀出酶切后的双链 cDNA, 溶解于 5.5L 双蒸水中。 0025 、 cDNA 连接接头 将步骤 b 酶切消化的双链 cDNA 分为两份, 一份与接头 1 连接, 另一份与接头 2 连接, 其中接头 1 的序列为 5 -ctaatacgactcactatagggct。

28、cgagcggccgcccgggcaggt-3 (SEQ ID NO.1) 和 3 -ggcccgtcca-5 (SEQ ID NO.2) ; 接头 2 的序列为 5 -ctaatacgactcactatagg gcagcgtggtcgcggccgaggt-3 (SEQ ID NO.1) 和 3 -gccggctcca-5 (SEQ ID NO.3) 。 0026 具体步骤如下 : 1) 取 1L 酶切的双链 cDNA 用 5L ddH2O 稀释 ; 2) 连接反应液 (Ligation Master Mix) 的制备如下 : ddH2O 3L ; 5Ligation Buffer 2L ; 。

29、T4 DNA 连接酶 1L ; 说 明 书 CN 103114086 A 6 5/6 页 7 3) 在两个 EP 管中分别加入如下试剂 : 在另一离心管中混合 1.5Ltester1-1 和 1.5Ltester1-2, 连接反应完成后即为本实 验所需要的 unsubtracted tester control 1-c ; 4) 轻微离心, 13-16过夜连接 ; 5) 加入 1L 20EDTA/Glycogen Mix, 终止反应 ; 68-72温育 5min 使 ligase 失活 ; 6)取 1L unsubtracted tester control 1-c, 用 1mL ddH2O 。

30、稀 释, 并 取 1 mL 作 为模板, 用位于接头 1/2 R 5端的 PCR 引物 1 进行 PCR 检测, 即引物 1 的序列为 5 -ctaatacgactcactatagggc-3 ; 7) 所有样品放入 -20保存。 0027 、 正向、 反向消减杂交 正向消减杂交 tester 为经过酶切和连接后的法氏囊 cDNA, driver 为酶切后但未进行 接头连接的法氏囊 cDNA。而反向消减杂交正好相反, driver 为经过酶切和连接后的法氏 囊 cDNA。 0028 消减杂交由2轮组成, 包括正向消减杂交和反向消减杂交, 正向杂交为取GPV感染 后的经Rsa I消化的并且加接头的。

31、tester1-1和tester1-2各1.5L, 分别置于2个离心管 中, 然后各加入由未感染的经 Rsa I 消化的 cDNA (Driver) 和杂交缓冲液进行混匀, 先置于 95-98变性, 再于 65-68杂交 8 小时, 此为第一轮杂交。 0029 正向消减杂交的体系为 : 每个反应管中加一滴矿物油覆盖, 短暂离心 ; 然后 95-98 5min, 使 DNA 充分变性 ; 再 在 65-68条件下杂交 10 小时 (杂交时间不少于 6 小时, 也不能超过 12 小时) , 完成后立即 进行反向消减杂交。 0030 反向消减杂交变性 driver 的体系为 : 说 明 书 CN 1。

32、03114086 A 7 6/6 页 8 Driver cDNA(酶切和连接后的法氏囊 cDNA) 1L ; 4Hybridzaion Buffer 1L ; 无菌水 2L ; 取 1L 混合液加一滴矿物油覆盖后于 PCR 仪上 95-98变性 1.5min ; 将移液器调到 15L, 轻轻将枪头伸入 Hybridzation sample 2 中矿物油与液面交界出, 小心将吸出水相, 并吸入少许空气 ; 打入装有 hybridzation sample 1 的离心管中, 然后用同样的方法吸入 新鲜的变性 driver(即经过酶切和连接后的法氏囊 cDNA) , 并打入混合液中, 将混合物用枪。

33、 头混匀, 短暂离心 ; 然后在 65-68条件下过夜 ; 再加入 200L 的水 (也可以为其他稀释液) 在 65-68条件下保温 7 分钟, 至此杂交完成。 0031 、 两次抑制性 PCR 扩增 第一次扩增 反应体系为 : 10Taq polymerase Buffer 2L ; dNTPs(10M) 0.4L ; 引物 1 1L, 其 核酸序列为 : 5 -ctaatacgactcactatagggc-3 (SEQ ID NO.4) (10M) ; Taq polymerase (2U/L) 0.5L ; ddH2O 14.1L ; 第二次杂交产物 2L, 终体积 20L。 0032 。

34、扩增程序为 : 75、 5min ; 94变性 30 秒、 66退火 30 秒、 72延伸 1.5 分钟, 共 34个循环 ; 72后延伸5分钟, 最后4保存。 将第一次扩增产物稀释10倍作为第二次PCR 的模板。 0033 第二次扩增 反应体系为 : 10Taq polymerase Buffer 2L ; dNTPs(10M) 0.4L ; 10M 的 上 游 引 物 1L, 10M 的 下 游 引 物 L ; Taq polymerase(2U/L) 0.5L ; ddH2O 13.1L ; 10 倍 稀 释 后 的 第 一 次 PCR 产 物 2L, 终 体 积 为 20L。 其 中 。

35、上 游 引 物 的 序 列 为 : 5 -tcgagcggccgcccgggcaggt-3 (SEQ ID NO.5) ;下 游 引 物 的 序 列 为 : 5 -agcgtggtcgcggccgaggt-3 (SEQ ID NO.6) 。 0034 扩增反应程序为 : 94变性30秒、 68退火30秒、 72延伸1.5分钟 ; 72后延伸 5 分钟, 4保存, 反应结束后用质量分数为 1.2% 琼脂糖凝胶电泳检测。 0035 、 无假阳性差异基因文库构建 1) 变性梯度胶制备 配制丙烯酰氨质量分数为 6-8%、 变性梯度范围为质量分数 25%-45% 的变性梯度胶 ; 2) 电泳 : 将 P。

36、CR 产物分别加入不同泳道, 在 150V 条件下电泳 15 分钟, 再在 120V 条件 下电泳 7 小时 ; 3) 将电泳胶版进行银染, 得鹅细小病毒胁迫法氏囊差异表达基因文库。将鹅细小病毒 胁迫法氏囊差异表达基因文库进行扫描, 结果如图 1 所示。将差异表达的条带切胶测序分 析, 能够获得差异表达基因序列。 0036 最后说明的是, 以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制, 尽管通 过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述, 但本领域技术人员应当理解, 可以在 形式上和细节上对其作出各种各样的改变, 而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。 说 明 书 CN 10311408。

37、6 A 8 1/2 页 9 重庆市畜牧科学院 杨晶旭 一种快速构建差异表达基因文库的方法 6 1 44 DNA 人工序列 接头 1 1 ctaatacgac tcactatagg gctcgagcgg ccgcccgggc aggt 44 2 10 DNA 人工序列 接头 1 2 ggcccgtcca 10 3 10 DNA 人工序列 接头 2 3 gccggctcca 10 4 22 DNA 人工序列 第一次扩增引物 4 序 列 表 CN 103114086 A 9 2/2 页 10 ctaatacgac tcactatagg gc 22 5 22 DNA 人工序列 上游引物 5 tcgagcggcc gcccgggcag gt 22 6 20 DNA 人工序列 下游引物 6 agcgtggtcg cggccgaggt 20 序 列 表 CN 103114086 A 10 1/1 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103114086 A 11 。

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