王芳??+康超??+李永霞??+余波+周思旋
摘要:根據(jù)GenBank中大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白MCP基因序列,設計2對特異性的引物,通過對第1步和第2步PCR反應條件進行優(yōu)化,建立大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白套式PCR診斷方法。結(jié)果表明,該方法重復性好,第1次PCR擴增敏感性達10 pg/mL,第2次PCR敏感性是1 fg/mL,對錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾[XCZ11.tif;%95%95,JZ]病毒、嗜水氣單胞菌、檸檬酸桿菌、黃桿菌DNA擴增結(jié)果均為陰性。表明建立的套式PCR方法適合于大鯢虹彩病毒臨床樣品的快速診斷。
關(guān)鍵詞:大鯢虹彩病毒;套式PCR;臨床樣品
中圖分類號: S852.65+9.1文獻標志碼:
文章編號:1002-1302(2016)08-0291-03
近年來,大鯢人工養(yǎng)殖發(fā)展迅速,工廠化水平較高,苗種之間流通比較多,加之今年大鯢價格下降,養(yǎng)殖戶大量采購苗種,忽視引種檢疫,造成疾病大量暴發(fā)。其中,大鯢虹彩暴發(fā)最為嚴重,在陜西、四川、貴州等地報道較多,該病毒可引起大鯢大面積死亡[1-3]。目前,大鯢虹彩病毒的疫苗還處于研究階段,市面上還沒有商品化的疫苗[4-6]。因此,對大鯢虹彩病毒病的早期診斷及防治尤為重要。本研究根據(jù)GenBank中大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白MCP基因序列,設計2對特異性的引物,根據(jù)PCR反應條件優(yōu)化,建立大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白套式PCR診斷方法,以期為臨床樣品的快速診斷、防治大鯢虹彩病毒病提供科學依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
毒株、菌株和細胞:大鯢虹彩病毒、錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾[XCZ11.tif]病毒、嗜水氣單胞菌、檸檬酸桿菌、黃桿菌均由貴州重大疫病監(jiān)測防制重點實驗室保存。鯉上皮瘤細胞購自上海拜力生物科技有限公司。
主要試劑:MIX PCR酶、核酸染料、1×TAE電泳緩沖液、DL2000購自北京天根生物科技有限公司。細菌基因組DNA提取試劑盒,病毒基因組DNA提取試劑盒,引物由生工生物工程(上海)有限公司合成。
1.2試驗方法
1.2.1引物設計根據(jù)GenBank中大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白MCP基因序列,設計2對引物。
1.2.2病毒和細菌核酸的提取(1)病毒細菌核酸。將大鯢虹彩病毒液接種于鯉上皮瘤細胞,待細胞出現(xiàn)病變后收集細胞毒液,將其放入-70 ℃冰箱反復凍融3次,5 000 r/min離心10 min,取上清液200 μL用病毒基因組DNA試劑盒提取基因組。(2)細菌核酸。細菌核酸DNA提取參照細菌基因組DNA提取試劑盒說明書進行。(3)組織樣品。取患病大鯢肝臟組織約1.0 g,加入0.1 mol/L PBS緩沖液2 mL進行研磨,然后置于-70 ℃反復凍融3次,5 000 r/min離心 10 min,取上清液490 μL加入10%SDS 5 μL,蛋白酶K 5 μL(20 mg/mL),55 ℃孵育30 min,5 000 r/min離心10 min,取上清液200 μL用病毒基因組DNA試劑盒提取基因組。
1.2.3套式PCR擴增條件優(yōu)化對套式PCR的退火溫度(50、55、60 ℃)和引物濃度(5、10、20 μmol/L)進行優(yōu)化。第1次和第2次PCR反應體系和反應程序相同:在25 μL體系中加上下游引物各1 μL(5、10、20 μmol/L)、MIX PCR酶 12.5 μL、模板2 μL,ddH2O加至25 μL。反應條件為:94 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s,50 ℃(55 ℃、60 ℃)1 min,72 ℃ 1 min,30個循環(huán);最后72 ℃延伸10 min。取10 μL PCR擴增產(chǎn)物于1%瓊脂糖凝膠中電泳。
1.2.4敏感性試驗將提取的病毒和細菌核酸用核酸蛋白儀檢測后,進行10倍稀釋用于套式PCR反應。從每個稀釋度中取2 μL作為模板進行第1次PCR擴增,如第1次PCR擴增為陰性,再將第1次PCR產(chǎn)物取出2 μL作為模板,進行第2次PCR擴增,以確定建立的套式PCR敏感性。
1.2.5特異性試驗以大鯢虹彩病毒、錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾[XCZ11.tif]病毒、嗜水氣單胞菌、檸檬酸桿菌、黃桿菌DNA為模板分別進行第1次和第2次PCR反應,以確定建立的套式PCR特異性。
1.2.6建立的套式PCR對臨床樣品的檢測應用建立的套式PCR對貴州省20個大鯢養(yǎng)殖場采集的46份大鯢肝臟(其中,21份為有臨床癥狀的病鯢,25份為無臨床癥狀但感染虹彩病毒的養(yǎng)殖場采集的樣品),44份大鯢餌料魚病料,20份大鯢養(yǎng)殖場水樣(其中9個養(yǎng)殖場以前發(fā)生過虹彩病毒),20份引種的鯢苗進行檢測,同時參照Mao等建立的普通PCR方法[7]進行對比。
2結(jié)果與分析
2.1套式PCR反應條件優(yōu)化
25 μL反應體系中最佳反應條件為退火溫度55 ℃,引物濃度10 μmol/L,第1次和第2次PCR能有效擴增出目的片段,分別為700、300 bp,引物間無非特異性片段產(chǎn)生(圖1)。序列送生工生物工程(上海)有限公司測序,結(jié)果與GenBank中大鯢虹彩病毒MCP基因相似性為99.9%。
2.2敏感性試驗
大鯢虹彩病毒DNA經(jīng)蛋白質(zhì)核酸儀測定濃度為 1 μg/mL,經(jīng)10倍稀釋的病毒核酸進行套式PCR,以檢測方法的敏感性。結(jié)果(圖2)表明,第1次PCR擴增產(chǎn)物大小約700 bp,大鯢虹彩病毒 DNA最低檢測量為10 pg/mL。在第1次PCR擴增未見DNA亮帶,取第1次PCR產(chǎn)物2 μL進行第2次PCR擴增,擴增產(chǎn)物大小約300 bp。第2次PCR敏感性為1 fg/mL(圖3)。
2.3特異性試驗
以大鯢虹彩病毒、錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾[XCZ11.tif]病毒、嗜水氣單胞菌、檸檬酸桿菌、黃桿菌DNA為模板用2對引物進行PCR反應。結(jié)果(圖3、圖4)顯示,大鯢虹彩病毒DNA第1次和第2次擴增均為陽性,而錦鯉皰疹病毒、斑點叉尾[XCZ11.tif]病毒、嗜水氣單胞菌、檸檬酸桿菌、黃桿菌DNA第1次和第2次擴增均為陰性。
2.4建立的套式PCR對臨床樣品的檢測
應用建立的套式PCR檢測46份大鯢肝臟樣品陽性率為36.9%(17/46),普通PCR方法陽性率為19.5%(9/46)。套式[CM(25]PCR檢測44份大鯢餌料魚病料陽性率為0%,普通PCR[CM)]
方法陽性率為0%。套式PCR檢測20份大鯢養(yǎng)殖場水樣陽性率為10%(2/20),普通PCR方法陽性率為0%。套式PCR檢測20份引種的鯢苗陽性率為20%(4/20),普通PCR方法陽性率為15%(3/20)。
46份大鯢肝臟樣品中21份為有臨床癥狀的病鯢套式PCR檢測陽性率為42.8%(9/21),普通PCR方法陽性率為42.8%(9/21)。25份為無臨床癥狀但感染過虹彩病毒的養(yǎng)殖場采集的樣品陽性率為32%(8/25),普通PCR方法陽性率為4.7%(1/21)。9個養(yǎng)殖場以前發(fā)生過虹彩病毒水樣陽性率22.2%(2/9),普通PCR方法陽性率為0%。
3討論
近2年,隨著大鯢市場的走低,養(yǎng)殖戶對大鯢疫病防控的重視度下降。大鯢虹彩病毒是目前養(yǎng)殖大鯢最大的威脅,感染虹彩病毒可導致養(yǎng)殖場出現(xiàn)大規(guī)模大鯢死亡,而虹彩病毒的暴發(fā)多是引種所致。因此,建立快速簡便經(jīng)濟適用的引種檢疫方法對大鯢虹彩病毒病的防治尤為重要。
目前,研究者主要依據(jù)大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白設計引物建立快速的診斷方法。周勇等根據(jù)大鯢虹彩病毒主要衣殼蛋白設計引物,建立大鯢虹彩病毒TaqMan實時熒光定量PCR檢測方法,敏感性約1.1×10-3 pg/μL病毒核酸,較之常規(guī)PCR的敏感度高出約1 000倍[8]。李惠芳等依據(jù)虹彩病毒蛙病毒屬主衣殼蛋白基因,建立虹彩病毒蛙病毒屬病毒實時熒光PCR檢測方法,該方法對虹彩病毒蛙病毒屬成員(新加坡石斑魚虹彩病毒除外)的檢測有高度的特異性,敏感性達到4.5×10-3 pg/μL,比傳統(tǒng)PCR的敏感度高出100倍[9]。這些熒光定量PCR檢測方法對人員和設備的要求較高,在基層水產(chǎn)技術(shù)推廣站推廣多只配備了普通PCR儀器,該方法推廣較難。劉星星等據(jù)大鯢蛙病毒主要核衣殼蛋白MCP設計合成4條特異性引物建立環(huán)介導等溫擴增檢測方法,最低檢測限為5 copies/μL,而巢氏PCR和常規(guī)PCR的檢測限為 50 copies/μL和5×103 copies/μL,該LAMP方法檢測時間較快,但成本較高[10]。
套式PCR成本較低,敏感性較普通PCR高100倍左右,敏感性略低于熒光定量PCR,適合基層水產(chǎn)技術(shù)推廣站推廣應用。賈坤同等依據(jù)大菱鲆紅體病虹彩病毒的腺苷三磷酸酶基因序列,設計了特異性的引物,建立了一種檢測大菱鲆紅體病虹彩病毒的套式PCR方法,該方法比普通PCR敏感性100倍[11]。本研究建立的診斷方法敏感性達到1 fg/mL,比普通PCR敏感性1 000倍。對感染過虹彩病毒的養(yǎng)殖場進行大鯢樣品和養(yǎng)殖用水樣品檢測發(fā)現(xiàn)該養(yǎng)殖場還存在陽性樣本,說明該養(yǎng)殖場可能還存在隱性感染。因此,建立的診斷方法可應用于大鯢虹彩病毒引種檢疫和隱性感染檢測,有利于大鯢養(yǎng)殖場虹彩病毒的凈化。
參考文獻:[HJ1.7mm]
[1][JP3]耿毅,汪開毓,李成偉,等. 蛙病毒感染致養(yǎng)殖大鯢大規(guī)模死亡的電鏡觀察及PCR檢測[J]. 中國獸醫(yī)科學,2010,40(8):817-821.
[2]余波,王芳,楊莉,等. 一例人工養(yǎng)殖大鯢感染虹彩病毒和嗜水氣單胞菌的診治[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學,2013,40(12):134-135.
[3]周小愿,張星朗,吉紅,等. 大鯢虹彩病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其包涵體特征[J]. 淡水漁業(yè),2015(1):62-66.
[4]孫建濱,曾令兵,張輝,等. 大鯢虹彩病毒β-丙內(nèi)酯滅活方法的研究[J]. 淡水漁業(yè),2013(3):66-71.
[5]周小愿,張星朗,韓亞慧,等. 大鯢虹彩病毒轉(zhuǎn)瓶規(guī)?;囵B(yǎng)條件研究[J]. 山地農(nóng)業(yè)生物學報,2015(1):32-35.
[6]曾憲輝,曾令兵,周勇,等. 大鯢虹彩病毒主衣殼蛋白MCP 基因DNA 疫苗的構(gòu)建及其免疫效果[J]. 中國水產(chǎn)科學,2015,22(5):1055-1067.
[7][JP3]Mao J,Hedrick R P,Chinchar V G. Molecular characterization,sequence analysis,and taxonomic position of newly isolated fish iridoviruses[J]. Virology,1997,229(1):212-220.
[8]周勇,曾令兵,孟彥,等. 大鯢虹彩病毒TaqMan實時熒光定量PCR檢測方法的建立[J]. 水產(chǎn)學報,2012,36(5):772-778.
[9]李惠芳,呂建強,岳志芹,等. 虹彩病毒蛙病毒屬病毒實時熒光PCR檢測方法的建立[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學學報,2008,37(2):172-176.[ZK)]
[10]劉星星,耿毅,汪開毓,等. 大鯢蛙病毒LAMP檢測方法的建立[J]. 中國獸醫(yī)學報,2015,35(4):558-564.
[11]賈坤同,梁玉波,宋曉玲,等. 海水養(yǎng)殖魚類中虹彩病毒無癥狀感染的套式PCR分析[J]. 中國水產(chǎn)科學,2009,16(5):758-764.