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        CODEHOP RT-PCR方法在漢坦病毒基因型別鑒定和分子溯源中的應(yīng)用

        2013-09-26 02:55:16馬思杰童淑梅
        中國人獸共患病學(xué)報 2013年9期
        關(guān)鍵詞:方法

        胡 群,馬思杰,童淑梅

        漢坦病毒(Hantavirus,HV)屬于布尼亞病毒科(Bunyaviridae)漢坦病毒屬(geneus hantavirus)[1]。根據(jù)漢坦病毒基因分子結(jié)構(gòu)和抗原性的不同,將漢坦病毒至少分為34個血清型/基因型[2-3],包括漢灘型病毒(Hantaan Virus,HTNV),漢城型病毒(Seoul Virus,SEOV),普馬拉型病毒(Puumala Virus,PUUV),多 不 拉 伐 型 病 毒 (Dobrava Virus,DOBV),圖拉型病毒(Tula virus,TULV),索托帕拉雅型病毒(Thottapalayam virus,THOV)和安第斯型病毒(Andes virus,ANDV)等。對于漢坦病毒的基因分型目前主要采用的方法為通過設(shè)計各種基因型別病毒的特異性引物進行PCR擴增檢測[4-5],但是這種方法,只能針對性的檢測已知的某種或者幾種病毒,對于存在的未知基因型別病毒,可能會漏檢。隨著PCR技術(shù)的發(fā)展,依據(jù)同一個病毒家族中共有的保守基因序列所設(shè)計的簡并引物,可以實現(xiàn)對不同基因型別病毒的同時擴增檢測。CODEHOP是一種最新的簡并引物設(shè)計方法,解決了傳統(tǒng)方法設(shè)計的簡并引物靈敏度不高和特異性差的缺點,已被逐步得到應(yīng)用[6-7]。本文探討了針對漢坦病毒屬病毒設(shè)計的一對CODEHOP簡并引物,結(jié)合RTPCR技術(shù)所建立的漢坦病毒屬CODEHOP RTPCR檢測方法對漢坦病毒基因型別鑒定和分子溯源的應(yīng)用效果。

        1 材料和方法

        1.1 病毒樣品 漢灘型漢坦病毒(HTNV)陽性鼠肺樣品DX0901,由本實驗室在2009年大榭港區(qū)媒介監(jiān)測捕獲的社鼠中分離。漢城型漢坦病毒(SEOV)陽性鼠肺樣品DX1101,由本實驗室在2011年從入境集裝箱中捕獲的褐家鼠中分離。

        1.2 試劑 Ribounclease inhibition、100bp ladder marker、瓊脂糖均購自寶生物工作(大連)有限公司,病毒RNA提取試劑盒、PCR產(chǎn)物膠中回收試劑盒、一步法RT-PCR試劑盒購自德國Qiagen公司。

        1.3 方法

        1.3.1 病毒RNA提取 取約50mg鼠肺樣品,研磨勻漿后參照Qiagen公司RNA提取試劑盒使用說明書提取病毒RNA,用40μL無RNA酶的超純水溶解,于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.3.2 引物合成 從GenBank中下載不同基因型別漢坦病毒病毒L基因組片段蛋白質(zhì)氨基酸序列,用CODEHOP引物專業(yè)設(shè)計軟件設(shè)計引物,引物序列如下:上游引物 G1:5′GCA ACA GCA ACA TGG TTT car tay tay ac-3′;下游引物 G2:5′CTT CTT CAT TCAT ATT TCC ATG Car ncc ytt ytc-3′。引物由上海英駿生物工程公司合成。

        1.3.3 CODEHOP RT-PCR反應(yīng)體系 采用一步法RT-PCR試劑盒進行病毒模板目標(biāo)基因片段擴增,反應(yīng)體系(50μL):其中 RNase Free Water 19 μL ,5×RT-PCR Buffer 10μL,10mmol/L dNTP Mixture 2μL,Enzyme Mix 2μL,Ribonuclease Inhibitor 1μL,20μmol/L上游引物G1 4μL,下游引物G2 2μL,RNA模板10μL。反應(yīng)程序為60℃1min,42℃10min,50℃30min,95℃15min反轉(zhuǎn)錄結(jié)束后,94℃30s,52℃30s,72℃1min,35個循環(huán),72℃7min,4℃保存。

        1.3.3 擴增產(chǎn)物序列分析 取5μL PCR擴增產(chǎn)物用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳,凝膠成像系統(tǒng)觀察結(jié)果。剩余擴增產(chǎn)物送上海英俊生物工程公司進行測序,測序后得到的片段序列登錄NCBI進行同源性比對,判定基因型別。選擇在GenBank上已經(jīng)公開發(fā)表的11種基因型別的35個漢坦病毒株,見表1,利用Mega5.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹,并計算遺傳距離。

        表1 研究中使用的漢坦病毒毒株及來源Tab.1 Hantavirus strains and their origination in research

        2 結(jié) 果

        2.1 PCR產(chǎn)物電泳分析結(jié)果 漢灘病毒(HTNV)DX0901和漢城病毒(SEOV)DX1101,經(jīng) CODEHOP RT-PCR擴增后得到的電泳結(jié)果顯示(圖1),均獲得預(yù)期大小的目的片段擴增產(chǎn)物(478bp)。

        圖1 漢坦病毒PCR產(chǎn)物電泳圖1:漢灘病毒DX0901擴增產(chǎn)物;2漢城病毒DX1101擴增產(chǎn)物;3:陰性對照 M:100bp ladder markerFig.1 Electrophoresis of hantavirus PCR products1:PCR product of hantaan virus DX0901;2:PCR product of Seoul virus DX1101;3:Negative control;4:100bp DNA ladder marker

        2.2 PCR產(chǎn)物序列分析結(jié)果 DX0901,DX1101病毒擴增產(chǎn)物測序后,用軟件Mega 5.0進行分析,去除引物部分序列,均獲得大小415bp的序列片段(表2),通過Blast檢索GenBank進行同源性比對。結(jié)果顯示,病毒株DX0901與漢灘型病毒Nc167同源性最為接近,達87%。病毒株DX1101與漢城型病毒ZT10,ZT71,Z37同源性最為接近,均為95%。

        2.3 漢坦病毒基因進化分析 以不同漢坦病毒株L基因G1G2片段核苷酸序列為依據(jù),構(gòu)建的系統(tǒng)進化樹見圖2所示,漢坦病毒DX0901與漢灘型(HTN)病毒株Nc167位于同一分支,DX1101與5株漢城型病毒株處于同一分支。從軟件計算的遺傳距離來看(表3),DX0901與Nc167的遺傳距離最為接近值為0.142,DX1101與ZT10,L99,Z37的遺傳距離最為接近值為0.049。

        3 討 論

        CODEHOP方法所設(shè)計的引物稱之為一致簡并雜合寡核苷酸引物(consensus-degenerate hybrid oligonucleotide primer,CODEHOP),該引物由3′端簡并的核心區(qū)和5′端為非簡并夾板區(qū)2個部分組成,與常規(guī)方法設(shè)計的簡并引物相比具有簡并度低、退火溫度高、特異性更強等優(yōu)勢,目前已經(jīng)被應(yīng)用于克隆未知病毒或基因的檢測[8-11]。本研究團隊已經(jīng)將該CODEHOP應(yīng)用于漢坦病毒屬病毒簡并引物的設(shè)計,將所獲得的CODEHOP引物與RT-PCR相結(jié)合,建立了漢坦病毒屬CODEHOP RT-PCR檢測體系,可以實現(xiàn)對漢坦病毒屬內(nèi)已知病毒和未知病毒的檢測[12]。

        表2 2個病毒PCR產(chǎn)物測序結(jié)果Tab.2 Sequences of PCR products of 2viruses

        本文證實了所建立的CODEHOP RT-PCR方法可以對大榭港區(qū)分離的兩個不同基因型別的漢坦病毒進行擴增,并獲得目的片段大小(478bp)的擴增產(chǎn)物。通過電泳進行觀察,可以用于判定樣品感染病毒情況。將擴增產(chǎn)物序列登錄NCBI進行Blast同源性比對,可以進行基因型別鑒定,CODEHOP RT-PCR方法所獲得的型別鑒定結(jié)果與已知的結(jié)果一致。用 Mega 5.0軟件建立系統(tǒng)進化樹,可以獲得兩種漢坦病毒與GenBank上公布的已知漢坦病毒株的親源關(guān)系方面的信息。

        表3 漢坦病毒DX0901DX1101與不同基因型別漢坦病毒遺傳距離Tab.3 Genetic distance of the hantavirus DX0901and DX1101with different hantavirus strain

        本文從GenBank里選擇漢坦病毒屬的11種基因型別的35個漢坦病毒株進行了相應(yīng)L基因核序列的分析,發(fā)現(xiàn)都存在G1,G2引物的結(jié)合位點,因此理論上這些型別的漢坦病毒均可以通過本文建立的CODEHOP RT-PCR體系進行擴增,進而實現(xiàn)對不同漢坦病毒的基因型別鑒定和分子溯源。

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