应用聚合酶链式反应_PCR_技术检测牛结核病_吴位珩
  *为通讯作者。
基金项目:贵州省农业攻关项目“牛结核病PCR诊断试剂盒的研制与应用”〔黔科合NY(2009)3086〕;贵州省畜禽健康养殖技术创新能力建设项目〔黔科合院所创能(2010)4004〕;中央补助地方科技基础条件专项基金项目〔黔科条中补地(2010)4001
〕。应用聚合酶链式反应(PCR)
技术检测牛结核病吴位珩1 孙启跃1 徐景峨1 杨 莉1 廖 梅2 史开志1 杨茂生1*
(1贵州省畜牧兽医研究所 贵州贵阳 550005 2贵州省农业厅冻精站 贵州贵阳 550005)
  【
德国二战电影大全摘要】本试验应用聚合酶链式反应(PCR)技术原理,研究建立了牛结核病PCR检测方法。试验结果表明:该方法的敏感性测定模板浓度为30.4pg,特异性测定牛结核分枝杆菌在478bp出现特异扩增带。通过对298头份牛奶和229份牛全血样本进行检测,检出阳性牛奶样本33份,阳性全血样本43份;鲜牛奶样本同时还用罗氏培养后采取PCR方法进行检测,检出阳性样本34份;全血样本同时还用PPD进行皮内试验,检出阳性样本52份。试验表明:牛结核病PCR
检测方法具有敏感性高、特异性强、快速等优点,为牛结核病的早期诊断提供了科学依据。
  关键词:聚合酶链式反应;牛结核病;诊断  牛结核病是一种人畜共患的慢性传染病,
主要由牛分枝杆菌引起。潜伏期为15~45d,有的更长,常取慢性经过,病初症状不明显,病后期有间歇热和弛张热,急性常有稽留热。据统计,建国以来共计发病牛146 151头,死亡11 573头,处理阳性牛24 068头,给我国的养牛业带来巨大损失。要消灭和控制牛结核病关键是要对该病进行诊断,
传统的牛结核分枝杆菌检测方法主要是表型分类法,耗用时间比较长,一般1~2个月,
而常规的结核菌素皮内反应检测方法,不断有报道存在非特异性反应。PCR技术因具有快速、特异和敏感等优点已广泛应用于临床标本的检测中。本研究根据牛结核分枝杆菌复合物的插入序列IS6110的基因序列设计引物,建立了快速、敏感、特异的诊断牛结核病的PCR检测方法,并应用于奶牛奶样标本及全血样本的检测中,为牛结核病的流行病学调查及该病的诊断提供了实用技术。
1 材料与方法1.1 参考菌株
  牛分枝杆菌参考菌株〔
编号为93006(4)〕、胸膜肺炎放线杆菌、大肠杆菌、魏氏梭菌购自北京药品生物制品检定所。巴氏杆菌、沙门氏菌、金葡萄球菌、链球菌由贵州省畜牧兽医研究所畜禽疫病研究室分离鉴定。
1.2 主要试剂
1.2.1 引物:根据牛结核分枝杆菌复合物的插入序列IS6110的基因序列设计引物,序列号为:〔X57835.2〕,其理论跨幅约478bp
。引物序列如下:上引物5′-GATGGCGAACTCAAGGAGCACA-3′下引物5′-ACTGAGATCCCCTATCCGTATGGT-3′由上海捷瑞生物工程有限公司合成。
1.2.2 主要试剂:TE缓冲溶液(10mM Tris-HCl,1mMEDTA)、蛋白酶K(浓度10mg
/ml,用TE溶液配制)、裂解液(10mM Tris-HCl,1mM EDTA,2.5MNaCl,5%SDS)、琼脂糖、无水乙醇、70%乙醇、3.8%的柠檬酸钠、1×TBE电泳缓液、溴化乙锭(EB)或Goldview核酸染料均由项目组配制,Marker DL2000、2×Taq PCR MasterMix(10mM Tris-HCl、50mM KCl、1.5mM MgCl2、0.05UPoymerase/μl)购自天根生化科技〔北京〕有限公司,改良罗氏培养基由贵州省防疫站结核病研究所惠赠。
1.2.3 样本的采集:(1)鲜奶样本:无菌采集奶牛场A鲜奶102份,奶牛场B鲜奶26份,奶牛场C鲜奶72份,奶牛场D鲜奶98份,共计298份。(2)全血样本:用EDTA作为抗凝剂无菌采集奶牛场Ⅰ全血30份,奶牛场Ⅱ全血39份,奶牛场Ⅲ全血98份,某种畜场种牛全血62份,共计229份,-20℃保存备用。
1.3 模板的提取
1.3.1 牛分枝杆菌核酸提取:将牛分枝杆菌接种于改良罗氏培养基上,37℃培养约15~30d,收集菌体于1.5ml离心管中,加入TE缓冲溶液200μl,蛋白酶K 40μl,裂解液160μl,充分混匀,60℃水浴作用15~20min,加入无水乙醇200μl,采用吸附柱收集DNA模板,清洗剂为70%的乙醇。对照菌株胸膜肺炎放线杆菌、大肠杆菌、魏氏梭菌、巴氏杆菌、沙门氏菌、金葡萄球菌、链球菌DNA模板的提取方法与牛分枝杆菌DNA模板的提取方法相同。
1.3.2 样本模板的提取:取牛奶(或全血)1ml于1.5ml离心管中,10 000r/min离心2~5min,弃上清液,沉淀采用生理盐水清洗2次,弃上清液。加入TE缓冲溶液200μl,蛋白酶K 40μl,裂解液160μl,充分混匀,60℃水浴作用15~20min,加入无水乙醇200μl,采用吸附柱收集DNA模板,清洗剂为70%的乙醇。
1.4 结核分枝杆菌特异性片段的PCR扩增
  采用提取的D
NA模板,利用合成的引物在PCR酶的作用下进行扩增。反应体系和条件如下:2×Taq PCR Master-Mix为12.5μl,标准结核杆菌DNA模板2μl,样本DNA模板5μl,20μM的上下引物各0.75μl,加入ddH2O至25μl
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在Tgradient96扩增仪下进行30次如下循环:94℃变性5min,94℃40s,63℃40s,72℃60s,30个循环,72℃延伸7min。反应结束后取7μl扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳检测。
1.5 PCR法扩增的特异性测定
  分别用牛结核分枝杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、大肠杆菌、魏氏梭菌、巴氏杆菌、金葡萄球菌、链球菌DNA为模板,进行PCR扩增,以鉴定所建PCR方法的特异性。
1.6 PCR法扩增的敏感性的测定
  采用型号为TU-1800spc的紫外可见光光度计,测得牛结核分枝杆菌标准DNA模板的平均OD260值为0.040nm,根据模板浓度的计算方法进行计算,结果是:DNA模板的含量为0.304μg/μl。按10倍稀释法进行稀释后,则牛结核分枝杆菌标准DNA浓度依次为304ng/μl,30.4ng/μl,3.04ng/μl,304pg/μl,30.4pg/μl,3.04pg/μl,304fg/μl,30.4fg/μl,3.04fg/μl,取2μl进行PCR扩增。
1.7 样本的检测试验
  采用PCR检测方法,对298头份牛奶和229份牛全血样本进行检测,同时,鲜牛奶样本还经罗氏培养后采取PCR方法进行检测;全血样本对应牛同时还用PPD进行了皮内试验。
2 试验结果
2.1 牛分枝杆菌培养结果
  将牛分枝杆菌接种于改良罗氏培养基上,37℃培养约15~30d,可观察到米黄、粗糙、隆起、不透明、边沿不整齐,呈颗粒结节的菌落。提取的染体DNA经电泳检测,长度符合要求。
2.2 结核分枝杆菌特异性片段的PCR扩增
上海的旅游景点  应用合成的一对引物,对提取的牛结核杆菌DNA模板、阳性样本提取的DNA模板及阴性对照样本进行PCR扩增,电泳检测显示牛结核杆菌、阳性样本约在478bp处出现一条PCR目标带,与预计的结果非常接近(见图1)。2.3 PCR方法的特异性测定
  分别用牛结核分枝杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、大肠杆菌、魏氏梭菌、金葡萄球菌、链球菌、巴氏杆菌、沙门氏菌DNA为模板,进行PCR扩增,除牛结核分枝杆菌出现目标条带,其它细菌未见特异性478bp片段扩增(见图2)
2.4 PCR法扩增的敏感性的测定
  采用型号为TU-1800spc的紫外可见光光度计,测得牛结核分枝杆菌标准DNA模板的平均OD260值为0.040nm,根据模板浓度的计算方法进行计算,结果是:DNA模板的含量为0.304μg/μl。按10倍稀释法进行稀释后,依次取2μl进行扩增,可检出的牛结核分枝杆菌标准DNA模板的含量最小是30.4pg/μl(见图3)
2.5 样本的检测试验
轨迹
2.5.1 奶样的检测结果是:采用直接从牛奶中提取DNA模板,然后进行PCR扩增,测出阳性样本33份,其中,奶牛场A为11份,奶牛场B为15份,奶牛场C全部为7份,奶牛场D全部为阴性。采用鲜奶接种于罗氏培养基上培养,再将生长出的菌进行PCR扩增,检测出的阳性样本共34份,其中,
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奶牛场A为8份,奶牛场B为26份,奶牛场C全部为阴性,奶牛场D全部为阴性。
2.5.2 全血样本的检测结果是:采用直接从全血中提取DNA模板,然后进行PCR扩增,测
出阳性样本43份,其中,奶牛场Ⅰ为13份,奶牛场Ⅱ为12份,奶牛场Ⅲ全部为阴性,某种畜场种牛为18份。用PPD进行皮内试验,检出阳性样本52份,奶牛场Ⅰ为22份,奶牛场Ⅱ为13份,奶牛场Ⅲ全部为阴性,某种畜场种牛为17份。
3 讨论
3.1 牛结核病是一种人畜共患的慢性传染病,目前结核病在全球范围内呈蔓延趋势,要消灭和控制牛结核病,关键是要对该病进行诊断。为此,
dnf如何增加疲劳值我们根据牛结核分枝杆菌复合物的插入序列IS6110的基因序列设计引物,建立了牛结核病的PCR检测方法。实验表明,采用PCR反应系统可检测出30.4pg牛结核分枝杆菌纯化DNA,特异性实验表明,除牛结核分枝杆菌的特异扩增带(478bp)外,其他的细菌均未出现特异性扩增带。通过对298头份牛奶和229份牛全血样本进行检测,检出阳性牛奶样本33份,阳性全血样本43份;鲜牛奶样本同时还在罗氏培养后采取PCR方法进行检测,检出阳性样本34份;全血样本同时还用PPD进行皮内试验,检出阳性样本52份。说明PCR方法敏感性强、特异性高。
3.2 由于PCR方法的敏感性高,所以就特别容易有假阳性的出现,
因此要避免标本之间的污染,标本对试剂的污染和环境对标本的污染,标本在处理过程中,既要注意
细菌DNA的完全释放,又要注意DNA释放的完整性,避免造成假阴性。在牛奶和全血样本的检测结果中,除按照预期结果在478bp处出现了目标带,但同时伴有非目标带的出现,可能是由于循环过程中退火的温度较低,或是提取的DNA模板仍含有蛋白质等杂质,
或是引物的设计还有一定的缺陷等,最后导致扩增结果有非目标带的出现。
3.3 PCR技术在牛结核病的诊断上的应用,是将该病的诊断提高到了分子和基因水平,而且整个实验过程仅需6h,从而有益于结核病的早期诊断。PCR技术尤为适用于如结核病等生长缓慢和难以培养的病原微生物鉴定,它将为结核病的细菌学基因诊断开辟广阔前景。
参考文献
〔1
〕蔡宏,李淑霞,呼西旦,等.利用聚合酶链反应技术检测牛结核杆菌病的研究〔J〕.中国预防兽医学报,1999,21(4):291~294.〔2〕徐克前.分子生物学检验技术实验指导〔M〕.北京:
人民卫生出版社,2003.
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中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第十次学术研讨会论文集,2003,10:1096~欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈欈氜
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