猪圆环病毒2型Taqman探针法实时荧光定量PCR检
猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)是引起猪Sus scrofa圆环病毒相关综合征(PCVAD)的主要病原体之一,主要引起断奶仔猪多系统衰竭综合征(PMWS)、母猪繁殖障碍、猪呼吸道疾病综合症(PRDC)、猪皮炎与猪肾病综合症(PDNS)、肠炎和先天性震颤等疾病[1-2]。PCV2对外界和一般消毒剂的抵抗力较强,在酸性环境及氯仿中可以存活较长时间甚至在高温环境(72℃)也能存活一段时间。PCV2易通过胎盘垂直传播,感染猪群的免疫功能下降后发病,常与猪繁殖与呼吸综合症病毒(PRRSV)或猪细小病毒(PPV)混合感染,也易继发猪副嗜血杆菌或猪链球菌2型感染[3]。PCV2主要感染哺乳期和育成期的仔猪,尤其5~12周龄仔猪特别易感,常并发或继发细菌感染而导致死亡率大大增加[4]。PCV2最早发现于加拿大,后蔓延至美国、西班牙、英国、丹麦、德国、荷兰、比利时、日本和韩国等,发病率为10%~80%,死亡率为15%~30%[5]。PCV2在中国猪群中早已存在,2002年后发病猪群逐渐增多,死亡率为20%~30%[6-7]。临床上防控该病主要采用疫苗接种方法,虽然控制了大规模流行的趋势,但是一些饲养管理不当的养殖场仍然存在较高的发病率。为及时诊断该疾病,及早接种疫苗和加强生物安全措施,亟需建立起一种高灵敏性、快速高效的检测方法,以减少疾病所导致的损失。实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术是一种简单、快速、灵敏度高的检测技术,应用到动物疫病诊断上,主要采用基于SYBR Green I和Taqman探针的2种荧光定量检测方法,相比而言,Taqman探针灵敏性更高。因此,本研究拟利用针对PCV2的ORF1基因特异引物和TaqMan探针,建立一种实时荧光定量PCR检测技术,为PCV2的实验室诊断和疫病预警预报提供检测工具。
1 材料和方法
1.1 病毒
猪圆环病毒(PCV2)、猪瘟病毒(CSFV)、猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)均由浙江农林大学动物预防医学与公共卫生实验室保存,猪流行性腹泻病毒(PEDV)-猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)-轮状病毒(RV)三联疫苗购自哈尔滨维科生物技术有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 引物与探针的设计 从GenBank中下载PCV2特异性的ORF1基因(Genbank:MF.1)序列,利用Beacon Designer 7软件找出该基因上的高保守序列,设计1对特异引物和1条带有FAM(6-羧基荧光素)标记和碎灭为MGB(Minor Groove Binder,小沟结合物)的Taqman探针。上游引物(ORF1-F)序列:5′-TAGATCTCAAGGACAACGGAGTGA-3′; 下游引物(ORF1-R)序列:5′-GTTACAGGGTGCTGCTCTGCA-3′;探针序列:5′-FAM-CAGACTCCCGCTCTC-MGB-NFQ-3′。所有序列均由上海金唯智生物科技有限公司合成。
1.2.2 阳性质粒标准品的构建 应用特异引物(ORF1-F/R),以PCV2的DNA为模板进行PCR扩增。反应条件为94℃ 5 min;98℃ 10 s,60℃30 s,72℃ 30 s,40个循环;72℃ 10 min,15℃ 5 min。利用DNA凝胶回收试剂盒(上海生工生物有限公司)纯化回收PCR产物,连接至pMD18-T(大连宝生物工程有限公司)克隆载体后,转化大肠埃希菌Escherichia coli(DH5α)感受态细胞。经蓝白斑筛选得到阳性克隆,用菌落PCR和质粒PCR鉴定获得阳性重组质粒(命名为pSL1353),送生物公司(上海金唯智生物科技有限公司)测序验证。所获质粒经核酸蛋白浓度测定仪测定浓度和纯度,置于-20℃备用。
1.2.3 实时荧光定量PCR反应条件的优化 配制实时荧光定量PCR的反应体系,其中上、下游引物各0.4 μL, SYBRPremix μL, 模板(pSL1353) 2.0 μL, 超纯水补足至 20.0 μL。 对反应条件进行优化,分别设置退火温度为54,56,58,60和62℃,以获得该方法的最佳退火温度。分别采用0.2,0.3,0.4和0.5 μmol·L-1的引物浓度,构建PCR反应体系,确定该方法的最佳引物浓度。采用0.1, 0.2, 0.3, 0.4 和 0.5 μmol·L-1的探针浓度, 上、 下游引物各 0.4 μL, rTaq酶和 dNTP 混合物 10.0μL,模板(pSL1353,超纯水为空白对照)2.0 μL,超纯水补足至20.0 μL,确定最佳Taqman探针浓度。
1.2.4 实时荧光定量PCR反应标准曲线建立及线性范围 将1.2.2得到的pSL1353质粒以10倍梯度稀释成 1013, 1012, 1011, 1010, 109, 108, 107和 106拷贝·L-1; 以 1.2.3 得到的优化条件进行荧光定量 PCR扩增,重复3次·浓度-1;以阳性重组质粒拷贝数为横坐标,以各浓度下的循环数(Ct)值为纵坐标,建立Taqman探针实时荧光定量PCR 标准曲线。 其中拷贝数计算公式: 拷贝数(拷贝·L-1)=质粒浓度(g·L-1)×阿弗加德罗常数/重组质粒分子量[8]。