张 磊,莫贞峰
(1.济南市动物疫病预防与控制中心,山东济南 250002;2.济南市畜产品质量安全监测中心,山东济南 250002)
多重RT-PCR方法诊断多种禽呼吸道病原的混合感染
张 磊1,莫贞峰2
(1.济南市动物疫病预防与控制中心,山东济南 250002;2.济南市畜产品质量安全监测中心,山东济南 250002)
在一个RT-PCR反应体系中同时以鸡传染性支气管炎病毒(IBV)、禽流感病毒(AIV)、鸡新城疫病毒(NDV)、鸡传染性喉气管炎病毒(ILTV)、鸡毒支原体(MG)和鸡滑液囊支原体(MS)等6种呼吸道病原的RNA或DNA为模板进行扩增RT-PCR。结果显示,6种病原都扩增出了相应大小的特异性产物,表明建立的多重RT-PCR方法可用于混合感染时上述6种病原的鉴别诊断。
禽呼吸道病原;多重PT-PCR;诊断
禽支原体病是近年来临床最常见的呼吸道疾病之一,其中MG是造成经济损失最严重的一种,临床称其为慢性呼吸道病,MS主要引起鸡和火鸡的滑膜炎和亚临床的呼吸道症状,除家禽支原体外,IBV、AIV、NDV、ILTV也是发病较多的家禽呼吸道传染病原,这些病原常常与支原体混合感染发病,引起症状加重,死亡增加[1]。给临床诊断和治疗带来困难。因此,研究快速、敏感、特异的诊断方法是防治呼吸道疾病的关键。用PCR方法单独对以上几种病原进行诊断,已广泛应用于禽病研究领域,但在一个反应中同时对几种主要呼吸道病进行诊断,目前还存在一定的困难。这需要多种反应条件的优化和无数次实验室重复,因此,商品化的诊断试剂盒正在研究中。本文对目前国内最常见6种主要呼吸道传染病病原在同一个RT—PCR反应中检测,取得了理想的结果。
1.1 病毒株 IBV(Mass)、AIV(I/W/66)、NDV(Lasota)、ILTV、MG(S6)、MS(W.O)等毒株均由美国SPAFAS公司提供
1.2 鸡胚
10日龄SPF鸡胚,山东省家禽研究所提供。
1.3 试剂
RNA和DNA PCR反应试剂,购自Elmer perlins 公司。
1.4 引物 均由SPAFAS公司合成提供。
病毒 引物 序列 片段大小(bp)IBV 上游 5’-CAT AAC TAA CAT AAG GGC A-3’ 1720下游 5’-TGA AAA CTG AAC AAA AGA CA-3’AIV 上游 5’-AGC AAA AGC AGG GGA TAC-3’ 550下游 5’-GTC TGA AAC CAT ACC ATC C-3’NDV 上游 5’-GGA GGA TGT TGG CAG CAT T-3’ 300下游 5’-GTC AAC ATA TAC ACC TCA TC-3’ILTV 上游 5’-ACG ATG ACT CCG ACT TTC-3’ 647下游 5’-CGT TGG AGG TAG GTG GTA-3’MG 上游 5’-GGATCCCATCT CGACCAGGAGAAAA-3’ 732下游 5’-CTTTCAATCAGTGAGTAACTGATGA-3’MS 上游 5’-GAAGCAAAAT AGTGATATCA-3’ 207下游 5’-GTCGTCTCGAAGTTAACAA-3’
1.5 支原体培养和病毒增殖
支原体培养液由PPLO肉汤,10%灭活马血清,5%新鲜酵母提取液组成;MS培养液在基础液的基础上加0.02%(NAD)。37℃培养96~120h。
4种病毒的种毒分别作10-2稀释,IBV、AIV、NDV经尿囊腔接种,ILTV经绒毛尿囊膜接种10日龄SPF鸡胚,每胚0.1mL,37℃孵育48~72h,收获尿囊液和绒毛膜,反复冻解3次后置-20℃备用。
1.6 RNA、DNA提取
1.6.1 AIV、NDV、IBV的RNA提取 10mL的病毒尿囊液,2500r/min离心20min,上清移入新的离心管4℃ 20000r/min再离心1h,沉淀用200μL 0.5%DEPC水混悬,加600μL Trizol混匀后至室温5min,再加200μL氯仿,用手轻轻摇匀,室温下静置10min,10000r/min离心15min,上清加入300μL 无水酒精,10000r/min离心10min,沉淀用70%酒精洗涤,工作台下干燥,最后用50μL DEPC溶解沉淀,37℃孵育20min。
1.6.2 ILTV 的DNA提取 绒毛尿囊膜悬液10mL,2500r/min离心20min,上清4℃ 2000r/min离心1h。
1.6.3 MG、MS的DNA提取 5mL支原体培养液4℃ 10000r/min离心20min,沉淀用500μL TE悬浮,4℃,10000r/min,离心20min。PBS 缓冲液(pH 7.2)洗2次。沉淀用500μL TE悬浮后,加50μL 10%SDS(终浓度1%),5μL蛋 白酶K(20μg/ mL)用手轻轻摇匀,37℃,孵育1h。降至室温后,加等体积的 酚:氯仿:异戊醇(25∶24∶1)抽提3次;2倍体积的冷无水乙醇和1/10体积的3M醋酸钠,-20℃过夜。14000r/min离心10min。沉淀用70%乙醇洗涤一次。工作台下自然干燥,溶解于40μL TE中。55°C孵育30min,-20℃贮存备用。
1.7 RT-PCR和多重PCR反应条件
联合扩增反应分RT-PCR和PCR两步进行。RT-PCR在40μL体积内进行,每一个反应含有4mM MgCl2,500Mm KCl,150mM Tris-HCl(pH8.0),2mM dNTP(dATP,dTTP,dCTP,dGTP),2U的RNase抑制物,5U MLV反转录酶,5U Random Hexamers,6种 病 原 的RNA或DNA模 板 各2μL,DECP处理水加至40μL。3滴矿物油覆盖液面,42℃ 15min,99℃ 5min,5℃ 5min一个循环[2]。PCR反应在100μL体积进行,反应中加入4mM MgCl2,500mM KCl,150mM Tris-HCl(pH8.0),6种不同病原的上下引物各1μL,5U Taq DNA聚合酶,DEPC水加至100μL。95℃ 7min使DNA变性;94℃ 1min, 50℃ 1min, 72℃ 2min分别解链、退火、延伸进行35个循环后,72℃再延伸10min,置4℃保存[3]。
1.8 扩增产物检测
水平凝胶电泳用于DNA产物的检测。10μL扩增产物加2μL 载样液,在80V电压,1%的凝胶上进行电泳。凝胶内加入1‰溴乙啶(0.5μg/0.1mL)。电泳液为TBE 缓冲液。紫外线灯下显示扩增结果,并一次成像拍照。
在一个RT-PCR反应中同时得到6种呼吸道病原RNA或DNA的扩增产物,图1显示了清晰的电泳条带,IBV为1720bp,AIV为550bp,NDV为300bp,ILTV为647bp,MG为730bp,MS为207bp。用RT-PCR和PCR方法分别对6种不同病原的DNA或RNA扩增的结果与在同一RT-PCR反应中扩增得到的结果一致,表明多重PCR方法的特异性和可行性。
图1 6种呼吸道病原RNA或DNA的扩增产物
家禽呼吸道疾病的混合感染在临床上非常普遍,特别是在饲养环境恶劣的条件下,支原体往往首先爆发继而其它呼吸道病原乘虚而入,造成两种或多种病原的混合感染。应用RT-PCR和PCR技术可及时准确快速地做出诊断,以便正确地采取防治对策,减少不必要的经济损失。多重RT- PCR反应条件复杂,总反应体积较大,样品DNA的浓度、引物的筛选和浓度对反应至关重要,但在反复试验中最大的体会是DNA聚合酶的使用,DNA聚合酶的质量和最终浓度是决定试验成败的关键因素。用与单独RT- PCR同样的条件来处理复合RT- PCR反应很难得到理想的结果。文中所列RT-PCR的反应条件经过多次反复实验得出的最佳反应条件,其过程不一一赘述。
试验结果证明,多重RT- PCR诊断支原体与其他RNA或DNA病毒的混合感染时是特异的,并可节省时间和费用,值得推广应用,由于时间所限,我们仅对实验室的细菌和病毒培养物进行了实验,取得了满意的结果,为下一步的临床检测奠定了基础。
[1] 朱连德. 鸡慢性呼吸道病的综合控制措施[J].中国家禽,1999,21(12):36-37.
[2] 邓显文,谢芝勋,等. PCR和多重PCR技术对人工感染鸡毒支原体SPF鸡样品的检测[J].广西农业科学,2005,36(1):48-50.
[3] Wang X,Khan M I. A multiplex PCR for Massachusetts and Arkansas serotypes of infectious bronchitis virus[J]. Molecular and Cellular Probes,1999,13(1):1-7.
(责任编辑:胡藕祥)
Application of Multiplex RT-PCR Assay for Detection of Mixed Infection with 6 Avian Respiratory Pathogens
Zhang Lei1Mo Zhenfeng2
(Jinan Animal Disease Prevention and Control Center,Jinan,Shandong 250002;2.Jinan Animal Product Quality and Safety Surveillance Center,Jinan,Shandong 250002)
With DNAs or RNAs of 6 avian respiratory pathogens i.e. infectious bronchitis virus(IBV),avian influenza virus(AIV),Newcastle disease virus(NDV),infectious laryngotracheitis virus(ILTV),Mycoplasma gallisepticum(MG)and Mycoplasma synoviae(MS)as template, amplification was conducted in one multiplex reverse transcriptase-polymerase chain reaction(RT-PCR)system. The result showed that one unique segment was obtained for each of the above 6 pathogens respectively. It was concluded that this established multiplex RT-PCR system could be used for differentiation of complicated infections with MG,MS,AIV,NDV,IBV and ILTV.
avian respiratory pathogen;multiplex RT-PCR;control
S852.65+7
B
1005-944X(2015)08-0076-03