技术领域
本发明涉及一种鉴定H5亚型AIV、N6亚型AIV和AIV的引物组合及其应用。
背景技术
禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)属于正黏病毒科A型流感病毒属,根据血凝素(henmagglutinin,HA)和神经氨基酸(neuraminidase,NA)抗原性差异可分为不同亚型,目前已发现有18种HA(H1-H18)亚型和11种NA(N1-N11)。
1975年H5N6亚型病毒首次从美国绿头鸭体内分离出来,据报道以往H5N6亚型病毒主要以低致病状态在禽类(主要是鸭类)流行,对养禽业并没有明显的影响。2013年,我国江苏省首次在活禽市场监测中发现H5N6禽流感病毒,对其进行基因分析后发现,H5N6禽流感病毒竟由H5N1和H6N6两种亚型禽流感病毒基因重组而来,并且多个基因来源于H5N1高致病禽流感病毒,使其具备了高致病的特性。2014年,我国四川省南充市首次从人类中分离了高致病性H5N6禽流感病毒。目前,已确诊14例人类感染H5N6亚型AIV病例,提示AIV已经进一步从禽类到人类转变,H5N6亚型AIV不仅给养禽业带来巨大的经济损失,还可以跨越宿主屏障直接感染人而危害人类安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种鉴定H5亚型AIV、N6亚型AIV和AIV的引物组合及其应用。
本发明提供了一种引物组合,由引物对I、引物对II和引物对IⅡ组成;
所述引物对I由引物M-F和引物M-R组成;
所述引物M-F为如下(a1)或(a2);
(a1)序列表的序列1所示的单链DNA分子;
(a2)将序列1经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列1具有相同功能的DNA分子;
所述引物M-R为如下(a3)或(a4);
(a3)序列表的序列2所示的单链DNA分子;
(a4)将序列2经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列2具有相同功能的DNA分子;
所述引物对II由引物H5-F和引物H5-R组成;
所述引物H5-F为如下(a5)或(a6);
(a5)序列表的序列3所示的单链DNA分子;
(a6)将序列3经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列3具 有相同功能的DNA分子;
所述引物H5-R为如下(a7)或(a8);
(a7)序列表的序列4所示的单链DNA分子;
(a8)将序列4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列4具有相同功能的DNA分子;
所述引物对IⅡ由引物N6-F和引物N6-R组成;
所述引物N6-F为如下(a9)或(a10);
(a9)序列表的序列5所示的单链DNA分子;
(a10)将序列5经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列5具有相同功能的DNA分子;
所述引物N6-R为如下(a11)或(a12);
(a11)序列表的序列6所示的单链DNA分子;
(a12)将序列6经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列6具有相同功能的DNA分子。
所述引物组合的用途为如下(b1)至(b6)中的任意一种:
(b1)鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b2)制备用于鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒;
(b3)鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b4)制备用于鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒;
(b5)检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b6)制备检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒。
本发明还保护所述引物组合的应用,为如下(b1)至(b6)中的任意一种:
(b1)鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b2)制备用于鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒;
(b3)鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型 且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b4)制备用于鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒;
(b5)检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(b6)制备检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV的试剂盒。
本发明还保护含有所述引物组合的试剂盒;所述试剂盒的用途为如下(c1)或(c2)或(c3):
(c1)鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(c2)鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV;
(c3)检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV。
本发明还保护所述试剂盒的制备方法,包括将各条引物单独包装的步骤。
本发明还保护一种鉴别H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV和非H5亚型且非N6亚型的AIV的方法,包括如下步骤(d1)或(d2):
(d1)提取待测病毒的RNA并反转录为cDNA,以cDNA为模板,采用所述引物组合进行PCR扩增,得到PCR扩增产物,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段、428bp的DNA片段和571bp的DNA片段、待测病毒为或候选为H5N6亚型AIV,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有428bp的DNA片段、待测病毒为或候选为H5亚型且非N6亚型的AIV,如果扩增产物中含有428bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段、待测病毒为或候选为N6亚型且非H5亚型的AIV,如果扩增产物中含有571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段和428bp的DNA片段、待测病毒为或候选为非N6亚型且非H5亚型的AIV;
(d2)检测待测病毒的cDNA中是否含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段或序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段,然后进行如下判断:如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段和序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为H5N6亚型AIV,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片 段和序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为H5亚型且非N6亚型的AIV,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段和序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为N6亚型且非H5亚型的AIV,如果所述cDNA中含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为非N6亚型且非H5亚型的AIV。
本发明还保护一种鉴定待测病毒是否为H5N6亚型AIV、H5亚型且非N6亚型的AIV、N6亚型且非H5亚型的AIV或非H5亚型且非N6亚型的AIV的方法,包括如下步骤(e1)或(e2):
(e1)提取待测病毒的RNA并反转录为cDNA,以cDNA为模板,采用所述引物组合进行PCR扩增,得到PCR扩增产物,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段、428bp的DNA片段和571bp的DNA片段、待测病毒为或候选为H5N6亚型AIV,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有428bp的DNA片段、待测病毒为或候选为H5亚型且非N6亚型的AIV,如果扩增产物中含有428bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段、待测病毒为或候选为N6亚型且非H5亚型的AIV,如果扩增产物中含有571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段和428bp的DNA片段、待测病毒为或候选为非N6亚型且非H5亚型的AIV,如果扩增产物中不含有571bp的DNA片段、待测病毒为或候选为非AIV的病毒;
(e2)检测待测病毒的cDNA中是否含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段或序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段,然后进行如下判断:如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段和序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为H5N6亚型AIV,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段和序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为H5亚型且非N6亚型的AIV,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段和序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段、待测病毒为或候 选为N6亚型且非H5亚型的AIV,如果所述cDNA中含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为非N6亚型且非H5亚型的AIV,如果所述cDNA中不含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、待测病毒为或候选为非AIV的病毒。
本发明还保护一种检测待测样本中是否含有H5N6亚型AIV和/或H5亚型且非N6亚型的AIV和/或N6亚型且非H5亚型的AIV和/或非H5亚型且非N6亚型的AIV的方法,包括如下步骤(f1)或(f2):
(f1)提取待测病毒的RNA并反转录为cDNA,以cDNA为模板,采用所述引物组合进行PCR扩增,得到PCR扩增产物,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段、428bp的DNA片段和571bp的DNA片段、待测样本为如下(g1)或(g2):(g1)疑似含有H5N6亚型AIV的待测样本;(g2)疑似含有H5亚型AIV和N6亚型AIV的待测样本,如果扩增产物中含有332bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有428bp的DNA片段、待测样本疑似含有H5亚型且非N6亚型的AIV,如果扩增产物中含有428bp的DNA片段和571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段、待测样本疑似含有N6亚型且非H5亚型的AIV,如果扩增产物中含有571bp的DNA片段且不含有332bp的DNA片段和428bp的DNA片段、待测样本疑似含有非N6亚型且非H5亚型的AIV,如果扩增产物中不含有571bp的DNA片段、待测样本疑似不含有AIV的病毒;
(f2)检测待测样本的cDNA中是否含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段或序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段,然后进行如下判断:如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段和序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测样本为如下(g1)或(g2):(g1)疑似含有H5N6亚型AIV的待测样本;(g2)疑似含有H5亚型AIV和N6亚型AIV的待测样本,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段和序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测样本疑似含有H5亚型且非N6亚型的AIV,如果所述cDNA中同时含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段和序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段、待测样本疑似含有N6亚型且非H5亚型的AIV,如果所述cDNA中含有序列表中序列10自5′末端 起第28至598位所示的DNA片段且不含有序列表中序列11自5′末端起第598至929位所示的DNA片段且不含有序列表中序列12自5′末端起第513至940位所示的DNA片段、待测样本疑似含有非N6亚型且非H5亚型的AIV,如果所述cDNA中不含有序列表中序列10自5′末端起第28至598位所示的DNA片段、待测样本疑似不含有AIV的病毒。
本发明还保护所述引物对I。
本发明还保护所述引物对I的应用,为如下(h1)或(h2):
(h1)鉴定待测病毒是否为AIV;
(h2)鉴定待测样本是否感染了AIV。
本发明还保护含有所述引物对I的试剂盒;所述试剂盒的用途为如下(h1)或(h2):
(h1)鉴定待测病毒是否为AIV;
(h2)鉴定待测样本是否感染了AIV。
本发明还保护所述引物对II。
本发明还保护所述引物对II的应用,为如下(h3)或(h4):
(h3)鉴定待测病毒是否为H5亚型AIV;
(h4)鉴定待测样本是否感染了H5亚型AIV。
本发明还保护含有所述引物对II的试剂盒;所述试剂盒的用途为如下(h3)或(h4):
(h3)鉴定待测病毒是否为H5亚型AIV;
(h4)鉴定待测样本是否感染了H5亚型AIV。
本发明还保护所述引物对IⅡ。
本发明还保护所述引物对IⅡ的应用,为如下(h5)或(h6):
(h5)鉴定待测病毒是否为N6亚型AIV;
(h6)鉴定待测样本是否感染了N6亚型AIV。
本发明还保护含有所述引物对II的试剂盒;所述试剂盒的用途为如下(h5)或(h6):
(h5)鉴定待测病毒是否为N6亚型AIV;
(h6)鉴定待测样本是否感染了N6亚型AIV。
以上任一所述待测病毒具体可为H5N6亚型AIV、H1N1亚型AIV、H2N3亚型AIV、H3N6亚型AIV、H4N6亚型AIV、H5N2亚型AIV、H6N6亚型AIV、H7N9亚型AIV、H8N4亚型AIV、H9N2亚型AIV、H9N6亚型AIV、H10N3亚型AIV、H11亚型AIV、H12N5亚型AIV、H13N6亚型AIV、H15N9亚型AIV、H3N2亚型AIV、新城疫病毒(NDV)、传染性支气管炎病毒(IBV)或传染性喉气管炎病毒(ILTV)。
以上任一所述PCR扩增的退火温度具体为53℃。
以上任一所述PCR扩增的反应体系中,引物组合中的各条引物的浓度如下:M-F 和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。
以上任一所述PCR扩增的反应体系(25μL)具体可为:2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。
以上任一所述PCR扩增的反应程序具体可为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
本发明建立了H5亚型AIV、N6亚型AIV和AIV的三重PCR检测方法。对H5N6亚型AIV只需一管反应就可以快速鉴别,也可以把H5亚型和N6亚型单个感染以及其他亚型AIV感染鉴别出来,为快速诊断H5N6亚型AIV提供有力技术支撑。本研究构建的H5亚型AIV、N6亚型AIV和AIV三重PCR检测方法具有特异性强,灵敏度高,快速便捷的特点,特异性试验和敏感性试验扩增条带与预期结果一致,为早期诊断和临床检测提供参考依据。
附图说明
图1为实施例2中的三重PCR扩增结果图。
图2为实施例4中特异性实验三重PCR结果图。
图3为实施例5中灵敏度实验三重PCR结果图。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
PMD18-T载体:宝生物工程(大连)有限公司。
H1N1亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H1N1亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Guangxi/030D/2009(H1N1)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H2N3亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Viroloay Journal,2011,8(1):1-10.,H2N3亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Mallard/Alberta/77(H2N3)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H3N6亚型AIV毒株1:参考文献:刘婷婷,谢芝勋,宋德贵,等.H3亚型禽流感病毒的分离与鉴定[J].中国家禽,2015,37(19):64-67.H3N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Pigeon/Guangxi/020P/2009(H3N6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H3N6亚型AIV毒株2:参考文献:刘婷婷,谢芝勋,宋德贵,等.H3亚型禽流感病毒的分离与鉴定[J].中国家禽,2015,37(19):64-67.H3N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Guangxi/175D12/2014(H3N6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H4N6亚型AIV毒株:参考文献:Luo S,Xie Z,Xie L,et al.Reverse-transcription,loop-mediated isothermal amplification assay for the sensitive and rapid detection of H10 subtype avian influenza viruses[J].Virology Journal,2014,12(12):1-7.,H4N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Guangxi/070D/2010(H4N6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H5N2亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H5N2亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Turkey/GA/209092/02(H5N2)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H6N6亚型AIV毒株:参考文献:Luo S,Xie Z,Xie L,et al.Reverse-transcription,loop-mediated isothermal amplification assay for the sensitive and rapid detection of H10 subtype avian influenza viruses[J].Virology Journal,2014,12(12):1-7.,H6N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/duck/Guangxi/GXd-4/2009(H6N6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H7N9亚型AIV RNA:参考文献:罗思思等;H7亚型和N9亚型禽流感病毒RT-LAMP可视化检测方法的建立.畜牧兽医学报2015,46(7):1176-1183.;H7N9亚型AIV RNA在参考文献中的名称为“H7N9 RNA”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H8N4亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H8N4亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Turkey/Ontario/6118/67(H8N4)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H9N2亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H9N2亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Guangxi/RX/09(H9N2)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H9N6亚型AIV毒株:参考文献:Xie Z,Pang Y S,Liu J,et al.A multiplex RT-PCRfor detection of type a influenza virus and differentiation of avian H5.H7and H9 hemagglutinin subtypes[J].Mol Cell Probes,2006,20(3-4):245-249.H9N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“Duck/HK/147/77”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H10N3亚型AIV毒株:参考文献:Xie Z,PangYS,Liu J,et al.A multiplex RT-PCR for detection of type a influenza virus and differentiation of avian H5.H7and H9 hemagglutinin subtypes[J].Mol Cell Probes,2006,20(3-4):245-249.,H10N3亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“Duck/HK/876/80”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H11亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H11亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Chicken/Guangxi/43C/09(H11)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H12N5亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H12N5亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Alberta/60/76(H12N5)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得
H13N6亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H13N6亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Gull/MD/704/77(H13N6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
H15N9亚型AIV毒株:参考文献:Luo S,Xie Z,Xie L,et al.Reverse-transcription,loop-mediated isothermal amplification assay for the sensitive and rapid detection of H10 subtype avian influenza viruses[J].Virology Journal,2014,12(12):1-7.,H15N9亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/wedge-tgiled shearwater/Western Australia/2576/1979(H15N9)”;公众可从 广西壮族自治区兽医研究所获得。
H3N2亚型AIV毒株:参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,H3N2亚型AIV病毒株在参考文献中的名称为“A/Duck/Guangxi/N42/2009(H3N2)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
新城疫病毒(NDV):参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection 0f H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,新城疫病毒(NDV)在参考文献中的名称为“Newcastle disease virus(Lasota)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
传染性支气管炎病毒(IBV):参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,传染性支气管炎病毒(IBV)在参考文献中的名称为“Infectious bronchitis virus(M41)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
传染性喉气管炎病毒(ILTV):参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,传染性喉气管炎病毒(ILTV)在参考文献中的名称为“Infectious Laryngotracheitis virus”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
鸡毒支原体(MG):参考文献:Yi P,Xie Z,Liu J,et al.Visual detection of H3 subtype avian influenza viruses by reverse transcription loop-mediated isothermal amplification assay[J].Virology Journal,2011,8(1):1-10.,鸡毒支原体(MG)在参考文献中的名称为“Mycoplasma gallisepticum(S6)”;公众可从广西壮族自治区兽医研究所获得。
实施例1、引物设计
进行大量序列分析、比对获得了用于鉴定AIV、H5亚型AIV和N6亚型AIV的若干引物。将各个引物进行预实验,比较灵敏度、特异性等性能,最终得到用于鉴定AIV的一对引物、用于鉴定H5亚型AIV的一对引物和用于鉴定N6亚型AIV的一对引物。
用于鉴定AIV的特异性引物对由如下两条引物组成(5’→3’):
M-F(序列表的序列1):GAGTCTTCTAACCGAGGTCGAAA;
M-R(序列表的序列2):CTGCTCCATAGCCTTAGCTGTAG;
用于鉴定H5亚型AIV的特异性引物对由如下两条引物组成(5’→3’):
H5-F(序列表的序列3):ACTGTGGGGGATTCACCATTC;
H5-R(序列表的序列4):TCGCCCCTATTGGAGTTTGAC;
用于鉴定N6亚型AIV的特异性引物对由如下两条引物组成(5’→3’):
N6-F(序列表的序列5):AGTTGGGAAATGGGTCAAGCA;
N6-R(序列表的序列6):GGTCTATTTGCCCCCTTCCAA;
用于鉴定AIV的引物对命名为引物对I。
用于鉴定H5亚型AIV的引物对命名为引物对II。
用于鉴定N6亚型AIV的引物对命名为引物对IⅡ。
引物组合由引物对I、引物对II和引物对IⅡ组成。
实施例2、三重PCR反应条件优化
一、模板制备
1、提取H5N2亚型AIV的总RNA,反转录为cDNA。
2、提取H13N6亚型AIV的总RNA,反转录为cDNA。
3、以步骤1得到的cDNA为模板,采用引物M-1和引物M-2进行PCR扩增,得到扩增产物(序列表的序列10),产物回收纯化后与PMD18-T载体连接,得到重组质粒PMD18-T-M,浓度为12.63×1016拷贝/μL。
M-1:5’-AGCAAAAGCAGGATAG-3’;
M-2:5’-AGTAGAAACAAGGTAGTTTTT-3’;
4、以步骤1得到的cDNA为模板,采用引物HA-1和引物HA-2进行PCR扩增,得到扩增产物(序列表的序列11),产物回收纯化后与PMD18-T载体连接,得到重组质粒PMD18-T-H5,浓度为10.9×1015拷贝/μL。
HA-1:5’-AGCAAAAGCAGGGG-3’;
HA-2:5’-AGTAGAAACAAGGGTGTTTT-3’;
5、以步骤2得到的cDNA为模板,采用引物NA-1和引物NA-2进行PCR扩增,得到扩增产物(序列表的序列12),产物回收纯化后与PMD18-T载体连接,得到重组质粒PMD18-T-N6,浓度为10.1×1015拷贝/μL。
NA-1:5’-TATTCGTCTCAGGGAGCGAAAGCAGGGTGAAAATG-3’;
NA-2:5’-ATATCGTCTGTATTAGTAGAAACAAGGGTGTTTT-3’;
6、将重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6分别稀 释成8.41×1010拷贝/μL,按照拷贝数1∶1∶1比例混合,得到混合质粒DNA。
二、引物浓度优化
取步骤一得到的混合质粒DNA作为模板,采用实施例1制备的引物组合进行三重PCR。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL(重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6均为8.41×1010拷贝/μL),M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。
设置不同的引物浓度,设置方法如表1所示,按照表1所示的3个因素设置216个处理组。
表1引物在反应体系中的浓度
三重PCR的反应程序:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳。
根据电泳结果,选择扩增效果最佳的引物浓度:M-F和M-R的优选浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的优选浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的优选浓度均为0.4pmol/μL。
三、退火温度优化
取步骤一得到的混合质粒DNA作为模板,采用实施例1制备的引物组合进行三重PCR。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL(重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6均为8.41×1010拷贝/μL),M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。
三重PCR的反应程序:94℃预变性3min;94℃30s、退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
分别设置如下退火温度:
退火温度I:52℃;
退火温度II:53℃;
退火温度IⅡ:54℃;
退火温度Ⅳ:55℃;
退火温度V:56℃;
退火温度VI:57℃;
退火温度VII:58℃;
将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳。
根据电泳结果,选择扩增效果最佳的退火温度为53℃。
综合步骤二和步骤三,得到如下结论:三重PCR反应体系中,M-F和M-R的优选浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的优选浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的优选浓度均为0.4pmol/μL;三重PCR的优选反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
四、优化条件验证
待测样本为:步骤一制备的重组质粒PMD18-T-M、步骤一制备的重组质粒PMD18-T-H5、步骤一制备的重组质粒PMD18-T-N6。
1、将重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6分别稀释成8.41×1010拷贝/μL。
2、将步骤1的重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6按照拷贝数1∶1∶1比例混合,得到混合质粒DNA。
3、分别以步骤1的各个质粒DNA和步骤2的混合质粒DNA作为模板,采用实施例1制备的引物组合进行三重PCR。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板lμL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。设置用等体积水代替待测样本的阴性对照。
模板为步骤1的重组质粒PMD18-T-M、重组质粒PMD18-T-H5或重组质粒PMD18-T-N6时,lμL模板中重组质粒DNA的浓度为8.41×1010拷贝/μL。
模板为步骤2的混合质粒DNA时,1μL模板中混合质粒DNA的浓度为8.41×1010拷 贝/μL。
三重PCR的反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳。
结果如图1所示。图1中,M为DL1000DNA Maker,泳道1为阴性对照,泳道2为混合质粒DNA的三重PCR的扩增产物,泳道3为重组质粒PMD18-T-H5DNA的三重PCR的扩增产物,泳道4为重组质粒PMD18-T-N6DNA的三重PCR的扩增产物,泳道5为重组质粒PMD18-T-M DNA的三重PCR的扩增产物。使用三重PCR对混合质粒扩增结果出现3条特异性条带(条带A:332bp、条带B:428bp和条带C:571bp);对重组质粒PMD18-T-H5扩增结果出现2条特异性条带(条带A:332bp和条带C:571bp);对重组质粒PMD18-T-N6扩增结果出现2条特异性条带(条带B:428bp和条带C:571bp),对重组质粒PMD18-T-M扩增出现1条特异性条带(条带C:571bp)。将扩增产物测序,条带A对应的测序结果序列如序列8所示,条带B对应的测序结果序列如序列9所示,条带C对应的测序结果序列如序列7所示。
实施例3、三重PCR检测方法建立
一、根据实施例2的条件优化结果,确立如下检测待测病毒的方法:
1、提取待测病毒的总RNA,并反转录成cDNA。
2、以步骤1得到的cDNA为模板,采用实施例1的引物组合进行三重PCR扩增。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μ,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。
三重PCR的反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
3、将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳,根据电泳结果进行判断,判断方法如下:
如果扩增产物中含有332bp的DNA片段、428bp的DNA片段和571bp的DNA片段,待测病毒为或候选为H5N6亚型AIV;
如果扩增产物中含有332bp的DNA片段和571bp的DNA片段、不含有428bp的DNA片段,待测病毒为或候选为H5亚型且非N6亚型的AIV;
如果扩增产物中含有428bp的DNA片段和571bp的DNA片段、不含有332bp的DNA片段,待测病毒为或候选为N6亚型且非H5亚型的AIV;
如果扩增产物中含有571bp的DNA片段、不含有332bp的DNA片段和428bp的DNA片段,待测病毒为或候选为非N6亚型且非H5亚型的AIV;
如果扩增产物中不含有571bp的DNA片段,待测病毒为或候选为非AIV的病毒。
二、根据实施例2的条件优化结果,确立如下检测待测样本的方法:
1、提取待测样本的总RNA,并反转录成cDNA。
2、以步骤1得到的cDNA为模板,采用实施例1的引物组合进行三重PCR扩增。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。
三重PCR的反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
3、将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳,根据电泳结果进行判断,判断方法如下:
如果扩增产物中含有332bp的DNA片段、428bp的DNA片段和571bp的DNA片段,待测样本为如下(1)或(2):(1)疑似含有H5N6亚型AIV的待测样本;(2)疑似含有H5亚型AIV和N6亚型AIV的待测样本;
如果扩增产物中含有332bp的DNA片段和571bp的DNA片段、不含有428bp的DNA片段,待测样本疑似含有H5亚型且非N6亚型的AIV;
如果扩增产物中含有428bp的DNA片段和571bp的DNA片段、不含有332bp的DNA片段,待测样本疑似含有N6亚型且非H5亚型的AIV;
如果扩增产物中含有571bp的DNA片段、不含有332bp的DNA片段和428bp的DNA片段,待测样本疑似含有非N6亚型且非H5亚型的AIV;
如果扩增产物中不含有571bp的DNA片段,待测样本疑似不含有AIV。
实施例4、特异性
待测样本为:待测样本为:H1N1亚型AIV毒株、H2N3亚型AIV毒株、H3N6亚型AIV毒株1、H4N6亚型AIV毒株、H5N2亚型AIV毒株、H6N6亚型AIV毒株、H7N9亚型AIV RNA、H8N4亚型AIV毒株、H9N2亚型AIV毒株、H9N6亚型AIV毒株、H10N3亚型AIV毒株、H11亚型AIV毒株、H12N5亚型AIV毒株、H13N6亚型AIV毒株、H3N6亚型AIV毒株2、H15N9亚型AIV毒株、H3N2亚型AIV毒株、新城疫病毒(NDV)、传染性支气管炎病毒(IBV)、传染性喉气管炎病毒(ILTV)、鸡毒支原体(MG)。
1、提取待测样本的基因组DNA。待测样本分别为:传染性喉气管炎病毒(ILTV)、 鸡毒支原体(MG)。
2、提取待测样本的总RNA,并反转录成cDNA。待测样本分别为:H1N1亚型AIV毒株、H2N3亚型AIV毒株、H3N6亚型AIV毒株1、H4N6亚型AIV毒株、H5N2亚型AIV毒株、H6N6亚型AIV毒株、H8N4亚型AIV毒株、H9N2亚型AIV毒株、H9N6亚型AIV毒株、H10N3亚型AIV毒株、H11亚型AIV毒株、H12N5亚型AIV毒株、H13N6亚型AIV毒株、H3N6亚型AIV毒株2、H15N9亚型AIV毒株、H3N2亚型AIV毒株、新城疫病毒(NDV)、传染性支气管炎病毒(IBV)。
3、将H7N9亚型AIV RNA反转录成cDNA。
4、分别将步骤1得到的各个基因组DNA样本、步骤2得到的各个cDNA样本和步骤3得到的cDNA作为模板,采用实施例1制备的引物组合进行三重PCR。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。设置用H5N2亚型AIV毒株cDNA和H13N6亚型AIV毒株cDNA按照拷贝数1∶1比例混合的混合物代替待测样本的阳性对照A,设置用重组质粒PMD18-T-H5和重组质粒PMD18-T-N6按照拷贝数1∶1比例混合的混合物代替待测样本的阳性对照B。设置用等体积水代替待测样本的阴性对照。
模板为传染性喉气管炎病毒(ILTV)的基因组DNA时,1μL模板中的DNA含量为890μg;
模板为鸡毒支原体(MG)的基因组DNA时,1μL模板中的DNA含量为924μg;
模板为H1N1亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1055μg;
模板为H2N3亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1060μg;
模板为H3N2亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1054μg;
模板为H3N6亚型AIV毒株1的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1067μg;
模板为H4N6亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1046μg;
模板为H5N2亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1078μg;
模板为H6N6亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1068μg;
模板为H7N9亚型AIV的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1070μg;
模板为H8N4亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1056μg;
模板为H9N2亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1069μg;
模板为H9N6亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1087μg;
模板为H10N3亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1060μg;
模板为H11亚型AIV毒株的eDNA时,1μL模板中的DNA含量为1053μg;
模板为H12N5亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1063μg;
模板为H13N6亚型AIV毒株的eDNA时,1μL模板中的DNA含量为1065μg;
模板为H3N6亚型AIV毒株2的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1068μg;
模板为H15N9亚型AIV毒株的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1063μg;
模板为新城疫病毒(NDV)的cDNA时,1μL模板中的DNA含量为1080μg;
模板为传染性支气管炎病毒(IBV)的cDNA时,1μL模板中的DNA含量1083μg;
三重PCR的反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳并拍照。
结果见图2。图2中,M为DL1000DNA Maker,泳道1为阳性对照A三重PCR的扩增产物,泳道B为阳性对照B三重PCR的扩增产物,泳道3为H1N1亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道4为H2N3亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道5为H3N6亚型AIV毒株1cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道6为H4N6亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道7为H5N2亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道8为H6N6亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道9为H7N9亚型AIV cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道10为H8N4亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道11为H9N6亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道12为H10N3亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道13为H11亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道14为H12N5亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道15为H13N6亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道16为H3N6亚型AIV毒株2cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道17为H15N9亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道18为H3N2亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道19为H9N2亚型AIV毒株cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道20为新城疫病毒cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道21为传染性支气管炎病毒cDNA的三重PCR的扩增产物,泳道22为传染性喉气管炎病毒基因组DNA的三重PCR的扩增产物,泳道23为鸡毒支原体基因组DNA的三重PCR的扩增产物,泳道24为阴性对照。结果表明,使用三重PCR对阳性对照A和阳性对照B扩增结果出现3条特异性条带(332bp、428bp和571bp);对H5N2亚型AIV扩增结果出现2条特异性条带(332bp和571bp);对H3N6、H4N6、H6N6、H9N6、H13N6亚型AIV扩增结果出现2条特异性条带(428bp和571bp),对其他亚型AIV扩增出现1条特异性条带(571bp);对常见的禽类疾病病毒的扩增均未出现条带,而对其他病毒及支原体没有出现条带。
实施例5、灵敏度
1、按照实施例2的步骤一的方法制备混合质粒DNA。
2、用ddH2O 10倍梯度稀释步骤1得到的混合质粒DNA,得到各个稀释液。
3、以步骤2得到的各稀释液作为模板,采用实施例1制备的引物组合进行三重PCR。
三重PCR的反应体系(25.0μL):2×Easy Taq PCR 12.5μL,模板1μL,M-F、M-R各0.2μL,H5-F、H5-R各0.2μL,N6-F、N6-R各0.4μL,最后用ddH2O补足至25.0μL。三重PCR的反应体系中,M-F和M-R的浓度均为0.2pmol/μL,H5-F和H5-R的浓度均为0.2pmol/μL,N6-F和N6-R的浓度均为0.4pmol/μL。设置用等体积水代替待测样本的阴性对照。
由于采用的稀释液不同,形成如下不同的反应体系:
反应体系1中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×107拷贝/μL;
反应体系2中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×106拷贝/μL;
反应体系3中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×105拷贝/μL;
反应体系4中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×104拷贝/μL;
反应体系5中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×103拷贝/μL;
反应体系6中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:2×102拷贝/μL;
反应体系7中,混合质粒DNA中每种质粒DNA的初始浓度为:20拷贝/μL;
三重PCR的反应程序为:94℃预变性3min;94℃30s、53℃退火30s、72℃1min,进行35个循环;72℃延伸10min;4℃结束扩增。
将三重PCR的扩增产物进行1.0%琼脂糖凝胶电泳并拍照。
结果见图3。图3中,M为DL1000DNA Maker,泳道1-7依次对应采用反应体系1-7时三重PCR的扩增产物,泳道8为阴性对照。结果表明,使用三重PCR检测AIV时,检测所需的最低模板含量为2×103个拷贝;使用三重PCR检测H5亚型的AIV和N6亚型的AIV时,检测所需的最低模板含量为2×102个拷贝。