王豕辰,孙 彤,董 恒,侯晓林
(北京农学院动物科学技术学院,北京 102206)
猪伪狂犬病是一种疱疹病毒性疾病,是导致猪繁殖失败并给养猪业带来巨大经济损失的主要病原体之一[1]。其特征在于妊娠母猪流产,公猪不育等。猪伪狂犬病不易与猪瘟、细小病毒感染等病区别开,需要实验室检查确诊[2]。核酸研究方法在许多领域都得到了广泛的应用,为了提高PCR的检测准确度,实验对PCR扩增条件进行了优化并且检测了特异性。
猪肾细胞PV-15为实验室保存细胞株;伪狂犬病毒(PRV)、猪细小病毒(PPV)、猪圆环病毒Ⅰ型(PCV1)和猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2)均为实验室保存毒株;DMEM高糖培养基(DMEM)、胎牛血清(FBS);青链霉素和0.25%胰蛋白酶均购自美国Gibco公司;磷酸盐缓冲液(PBS)购自美国HyClone公司;病毒基因组DNA提取试剂盒购自天根生化科技(北京)有限公司;PCR反应试剂盒购自上海生工生物(上海)股份有限公司。
1.2.1 细胞培养及扩毒
调整PV-15细胞个数为1h106个/mL接种于25 cm2细胞培养瓶中,放入37 ℃、5%CO2培养12 h,待细胞长成单层后,吸弃培养基,PBS清洗2次,每次1 min,接毒量为10TCID50,放入37 ℃、5%CO2培养1 h,吸弃病毒,PBS清洗两次,每次1 min,加入含3%血清的培养基,放入37 ℃、5%CO2培养48 h,终止培养。采用反复冻融法破裂细胞,-20 ℃反复冻融3次后,将细胞瓶内液体全部转移到15 mL离心管中于600 g离心5 min,收集上清(病毒液),置于-80 ℃保存。
1.2.2 病毒DNA提取
此过程根据试剂盒提供说明书进行操作。向干净的1.5 mL离心管中加入20μL Prteinase K然后加入200μL病毒液,再加入200μL Carrier RNA工作液(缓冲溶液GB:Carrier RNA=1 100:31比例配置)。盖紧管盖置于涡旋振荡机上震荡15 s使管内溶液充分混合。将离心管置于56 ℃恒温水浴锅中孵育15 min后短暂离心15 s。向管中加入250μL无水乙醇,涡旋振荡机上震荡15 s,然后静置5 min后短暂离心15 s。将离心管中所有液体全部转移至RNase-Free吸附柱CR2上后,6 000 g离心1 min。500μL溶液GD洗涤一次,然后600μL溶液PW洗涤2次,洗涤离心条件同上。洗涤后向管中加入500μL乙醇,13 000 g离心3 min,然后小心打开吸附柱的盖子,室温放置1 min,使吸附膜的完全变干后,加入100μL RNase-Free ddH2O,盖紧管盖,静置5 min后,13 000 g离心1 min,收集洗脱液(含有病毒DNA),-80 ℃保存。
1.2.3 引物的设计与合成
伪狂犬病毒引物使用根据国标方法,扩增伪狂犬病毒基因中434-651碱基对(bp)之间217bp基因片段,由生工生物(上海)股份有限公司合成,其序列为:
P1:5ÿ-CAGGAGGACGAGC TGGGGCT-3’;
P2:5ÿ-GTCCACGCCCCGCT TGAAGCT-3’。
1.2.4 PCR条件的优化
此过程根据试剂盒提供说明书进行操作,实验室PCR反应采用25μL反应体系,加入PCR MIX 2.5μL,FORWARD PRIMER(10 mmol/L) 12.5μL,REVERSE PRIMER(10 mmol/l)0.1μL,DNA 模 板 0.1μL,ddH2O添加至25μL。调整扩增各参数进行反应条件优化。
1.2.5 PCR特异性试验
利用优化后的条件对PRV、PPV、PCV1和PCV2分 别 进 行PCR扩增,以鉴定其特异性。
1.2.6 PCR产物检测
通过1.5%琼脂糖凝胶电泳分析扩增反应产物。电泳缓冲液为1xTAE,电压为220 V,反应时间为35 min。电泳反应结束后,立即使用凝胶成像系统对实验品进行照相记录并分析扩增产物带。
经过对扩增各参数多次进行优化,结果如图1所示,当退火温度为62.5 ℃至63.5 ℃时,在217 bp处出现明细的扩增片段,且无杂带,扩增效果最佳。94 ℃ 3 min变性,94 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,35 个循环;72 ℃ 5 min。
采用优化过的PCR方法对PRV、PPV、PCV1和PCV2分别进行PCR扩增,结果如图2所示,只有PRV在217bp处出现扩增片段,而PPV、PCV1和PCV2均未出现扩增片段。
图1 不同扩增参数对PRV PCR的影响
图2 PRV PCR特异性检测电泳图
近年来,病毒性疾病已成为现代养猪业发展的主要威胁。尤其是由PRV等引起的呼吸和生殖系统疾病越来越普遍,给养猪业带来了巨大的经济损失[3]。由于发病猪临床症状与猪细小病毒,猪瘟病毒等感染相似,所以必须进行实验室检测后才可以确诊[4]。因此建立一个特异检测PRV的方法是十分必要的。
在实践中,PCR可能由于各种原因而失败,其中引物的非特异性结合是比较常见的[5]。因此,已经开发出许多技术和程序来优化PCR条件。退火是PCR中关键的一步,是引物与DNA链的结合。退火的温度对PCR的特异性有巨大影响[6]。退火的温度需要从多方面去决定,一般是根据引物的最适温度(Tm)值来设计温度以便保证扩增效果达到理想[7]。此实验中根据引物Tm值选择了16个退火温度,通过电泳检测到当退火温度介于62.5 ℃至63.5 ℃之间时,目的基因片段扩增明显且没有杂带,并且通过特异性检测证实该反应条件下,只有PRV目的基因可以扩增,PPV、PCV1和PCV2均呈现阴性。
总之,PCR是快速、特异的检测PRV感染的技术,实验所优化方法可以为今后实验室检测PRV提供一种新的参考。