中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期生物技术
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CR结果的影响P3种死菌悬液制备方法对PMA-q
王慧党1,温书香1,王慧勤2,曹旭东3,陈创夫1
(石河子大学动物科学学院,新疆石河子 8石河子大学生命科学学院,新疆石河子 81.32003;2.32003;
)石河子大学医学院,新疆石河子 83.32003
摘要:本试验利用热灭活致死法、超声裂解致死法和紫外线照射法3种制备结核分支杆菌死菌悬液的方法,比较不同灭菌方法制备的死菌对PMA选择结核分支杆菌死菌悬液的最佳制备方法制备后续试验中用到的结CR偶联技术结果的影响,P-q核分支杆菌死菌;探索PMA热灭活法和超声裂解致死法制备的结核分支杆PCR偶联技术的适用范围和局限性。结果表明,-q菌死菌悬液影响PMA紫外线照射法制备的结核分支杆菌死菌悬液对PMACR检测的Ct值的变化;CR检测的Ct值没PP--qq有影响;热灭活法是制备结核分支杆菌死菌悬液的最佳方法;PMAPCR偶联技术不适用于细胞膜无损伤致死法制备死菌的-q检测。
关键词:热灭活;超声;紫外线照射CR偶联技术;PMAP-q
()中图分类号:Q70078 文献标识码:6712362014120155A 文章编号:1---
它对DNA分子 PMA是一种叠氮类核酸染料,具有高度亲和力,在650W卤素灯照射条件下交联产物不能作为NA分子共价交联,PMA与D
NA模板进行PCR扩增。PMA不能穿透具有完D
整细胞膜的细胞,因此被阻隔在细胞膜外,在光照条件下形成没有活性的惰性物质(ocker等,2006;N
收稿日期:03014602--
,作者简介:女,河南人,王慧党(硕士生,研究方向:畜禽987-)1
病原分子生物学。
:通信作者:陈创夫。E-mxailccfb63.com-@1
)。基金项目:国家科技重大专项(0ZX10003003022013-
),而该惰性物质并不影响后续PGu等,2007CR的
扩增。在细胞膜受损的条件下PMA能穿透细胞膜并与D在曝光条件下与DNA分子结合,NA分子共价交联从而抑制DNA分子扩增。qCR技术是近P几年来新兴起的一门用于PCR初始模板量定量检测的技术,研究表明其检测的灵敏度达/PCR结合技术能选择性检5CFUmL。PMA与q2
,,蒋志国等,并被广泛测活菌(hairo2001;008)2Sp应用于食源性病原菌和其他病原菌中活菌的检测。PCR偶联技术虽能从所得样品中选择性检PMA-q,是指具有完整细胞但这里所说的“测“活菌”活菌”
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
(,Y;,Y1.Canzhou225009,ChinaolleeofAnimalScienceandTechnoloanzhouUniversit ggyggy
,,,ReroductionandMolecularDesinofJiansuProvinceofAnimalGeneticsBreedinLaborator2.Ke pggygy
),,N;3.JCo.Ltd.anton226103,ChinaGrouYanzhou225009,ChinaiansuJinhaiPoultr ggggyp
:nRHRgneandselectthearoriateexoenousexressioneGAbstractInordertounderstandthecodoncharacteristicsof pppgponlinetoolsCUSP,CHIPSandCodonWsoftwarewereusedtoanalzethecodoncharacteristicsofsstem,nRHRgne.n-eGG yy,meeRHRgGnewascomaredtootherenesofchickenodelanimalenomesandnRHRgneofothersecies.Theresults pggp,showedthatENcvalueofnRHRgneinJinhaiYellowchickenwassmallwhichindicatedstroncodonbias.nRHRgneeeGG gg wasbiastowardthesnonmouscodonswithGandCatthethirdcodonosition.GCcontentwasreaterthanATcontentin yypg,CDSreionofeeGGnRHRgne.AnalsisbCodonWsoftwareshowedthatincodonsofnRHRgneinJinhaiYellowchicken gyyg /GCC,ATC,CTC,CTG,CGC,CGG,AGC,TCCandGTGwereofstronbiasandendwithGC.Therewere12biascodons g /withGCatthethirdcodonositionin31genesofchicken.Codonbiascomarisontootherseciesshowedthatdifferencebe -ppp,weeweennRHRgneandthethreesecieswereverlarehichindicatedthatnRHRgnewasnotsuitableforexoenoustGG pygg //exression.nRHRgneofoultrbiastowardthesnonmouscodonscontainedGCorendwithGC.nRHRgneofoureeGG ppyyy secieshadnostroncodonbias.ResultofclusterinbasedonRSCUvalueshowedthatsecieswithcloseeneticrelationshi pggpgp tendtohavesimilarcodonbias.
:;;KewordsJinhaiYellowchickennRHRgnecodonbiaseG gy
(责任编辑 晋大鹏)
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生物技术
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期
膜的细菌。如果有些细菌已死亡,细胞膜仍然完整或通透性并没有改变,PMA便不能进入这些死细胞内与D从而抑制死菌的扩增(刘艳艳NA结合,)。因此,细胞膜的完整与否或通透性是否等,2014改变与PMA能否有效区分活菌和死菌密切相关。
改变细胞膜的完整性或通透性的方法主要有超声裂解、研磨、高压匀浆、冻融、低渗裂解、酸碱处理、有机溶剂处理、表面活性剂处理等(曲艳玲等,),这些杀菌消毒方法大多只适用于真核细胞和2007
。结革兰氏阴性菌细胞膜的破坏(岳洪霞等,2010)细胞壁脂质含量核分支杆菌是一种革兰氏阳性菌,
可占自身重量的6脂质层在结核分支杆菌细胞0%,膜外构成一个致密且非常厚的网状结构。另外,在这种菌酸可阻止染肽聚糖的外面有一层分支菌酸,
料的入侵。因此,改变结核分支杆菌细胞膜的完整且这种改变的效果如何尚不性或通透性非常困难,
本研究选择了3种常用的结核分支杆清楚。为此,
菌致死方法,即热灭活致死法、超声裂解致死法和紫外线照射法,利用PMAPCR偶联技术对这3种死-q
菌制备方法的效果进行评价,用以分析结核分支杆菌死菌悬液的不同致死方式对PMAPCR偶联技-q术检测结果的影响;探索PMAPCR作为活菌检-q测技术的适用范围和局限性;为后续试验选取有效的结核分支杆菌死菌悬液制备方式做铺垫。1 材料与方法1.1 材料 本研究所用菌种为结核分支杆菌标准,菌株(培养基为改良LH3ATCC27294)J培 -7RV,,养基,叠氮溴化丙锭(美国B荧40013,iotium公司),光定量P瑞士罗氏公司)CR仪(LihtCcler480, gy德国O650W卤素灯(64540650W240V,SRAM
。公司)1.2 方法
1.2.1 引物设计与合成 根据结核分支杆菌16SrRNA基因设计1对用于PCR和qPCR试验的引物。引物序列为:MTBF:5′CGGAAAGGTCT--A-;CTTCG3′MTB5′CTTGGTAGGCCGTCAC--R:--。引物由华大基因公司合成。3′
1.2.2 结核分支杆菌单菌悬液的制备 将生长在7H9液体培养基中的结核分支杆菌收集到15mL离心管中,向离心管中加入5~6粒玻璃珠,涡旋振,分装到2个E荡器上振荡20minP管中,
/,离心5m12000rmininPBS清洗3次。用无菌蒸馏水将结核分支杆菌稀释并调整到1个麦氏浓度,最后再将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液
备用。1∶100稀释,
1.2.3 PMA和样品的处理过程 将PMA溶解于
/中,配制成020%的二甲基亚砜(DMSO).5mmLg于-20℃保存。取500μL制备好的结PMA原液,
核分支杆菌单菌悬液加入一定浓度的PMA,避光10min后将样品置于冰上,650W卤素灯15cm处
/曝光15min,12000rmin离心5min。PBS清洗3
/次,所得沉淀加入200μL无菌蒸馏水,12000rmin离心3m取上清备用。in,
1.2.4 DNA样品的制备 将1个麦氏浓度的结核
/分支杆菌单菌悬液12000rmin离心5min后收集/沉淀,用400μL内含10mmolLTrisl和 -HC
/1mmolLEDTA的TE缓冲液吹打悬浮起来,
。室温冷却后加入溶菌酶使其终85℃灭活40min/浓度为5m充分混匀后,静置1h。向混合液mL,g/充分中加入2mmL蛋白酶K和1%SDS溶液,g
混匀后,50℃条件下孵育过夜。向上述溶液中加//充分5molLNaCl和CTABNaCl溶液各100μL,
混匀至乳白色,加入等体积的氯65℃孵育10min,/,仿/异戊醇,缓慢混匀,吸12000rmin离心20min取上清并放在另一灭菌的大号离心管中。向上清中/加5molLNaCl和2倍体积的异丙醇以沉淀核酸, /12000rmin离心15min。用70%乙醇漂洗沉淀,室温干燥后,将D于NA溶于TE缓冲溶液中,-20℃保存备用。
1.2.5 PMA对DNA扩增抑制效果的评估 将提
/取的D分装到各NA用去离子水稀释到200nL,gμEP管中。向各管加入PMA使其终浓度分别为
/将充分混0.1、0.5、1、2μmL。按1.2.3处理后,g匀后的DNA悬液作为模板进行普通PCR。PCR
反应体系2去离子水5μ上、0μL:Mix12.5μL,L, 下游引物各0模板2μ.25μL,L。PCR反应条件:
,,95℃预变性5min;95℃变性30s55℃退火30s,72℃延伸30s30个循环;72℃再延伸5min。将PMA与DNA共价交联后的PCR产物进行琼脂糖
凝胶电泳。
1.2.6 PMAPCR与热灭活致死法制备的死菌悬-q液相互作用 将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液8热灭活时间分别为0、5℃热灭活,5、10、15、灭活后立刻放在冰上冷冻5m20、25、30、35min,in,
/如此反复3~4次,12000rmin离心5min,PBS清洗3次,调整1个麦氏浓度,用去离子水1∶100稀释备用。向不同灭活时间点的结核分支杆菌单菌悬/液中加入PMA,使其终浓度为3μ按1mL,.2.3g
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处理,上清用作qPCR模板。qPCR反应体系
PCR 25μL:2×SYBRGreenMixture12.5μL, q
/下游引物各0PCR模板25μmolL上、.25μL,q去离子水7μ5μL,L。q95℃预变PCR反应条件:;,,性5min95℃变性30s55℃退火30s72℃延伸,求出平均30s40个循环。每个样品重复3次,Ct值。
PCR与超声裂解致死法制备的死菌1.2.7 PMA-q悬液相互作用 将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液置于15mL离心管中并将离心管放在冰水、超声间歇比浴中经过20kHz600W超声仪超声,为1超声处理时间分别为0、0∶10,5、10、15、20、25、。将不同超声时间点的结核分支杆菌单30、35min
/用P菌悬液12000rmin离心5min,BS清洗3~5次后重新调整到1个麦氏浓度,1∶100稀释备用,最后将PMA与不同超声时间点的菌悬液相互作方法同1用,.2.6。
1.2.8 PMAPCR与紫外线照射法制备的死菌悬-q液相互作用 将1个麦氏浓度结核分支杆菌单菌悬液置于玻璃器皿中,菌悬液的量刚刚掩盖器皿底部将玻璃器皿放在距离紫外灯1最好,0cm处垂直照射,照射时间分别为0、10、20、30、40、50、60、
,照射过程中不断晃动菌悬液保证结核分支90min杆菌单菌悬液充分接受紫外线。在各个时间点取出1mL结核分支杆菌单菌悬液放在1.5mLEP管
之后将不同照射时间点的结核分支杆菌单菌悬中,
/液1调整12000rmin离心5min,PBS清洗3次,个麦氏浓度,用去离子水1∶100稀释备用。最后将PMA与不同时间点的结核分支杆菌单菌悬液相互方法同1作用,.2.6。1.2.9 统计学分析 使用SPSS17.0软件对试验 数据进行统计学分析。
2 结果与分析2.1 PMA对DNA扩增抑制效果的评估 PMA与DNA共价交联后再进行PCR,PCR产物的琼脂糖凝胶电泳结果见图1。由图1可知,随着PMA浓度的增加,PMA与DNA形成的交联产物的量越来越多,用于PCR有效扩增的模板量越来越少,PCR产物越来越少,因此电泳条带越来越不清晰。当/PMA浓度达到2μmL时,PMA已完全抑制了g
在电泳图上几乎看不到PDNA分子的扩增,CR产物,从而证实了PMA对DNA扩增有抑制作用。2.2 热灭活致死法对PMAPCR结果的影响 -q热灭活致死法不同灭活时间所得死菌悬液Ct
值的
图2 不同热灭活致死时间对PMAPCR结果的影响-q
;注:肩标不同字母表示差异显著(肩标相同字母P<0.05)
)。下同。或无字母标注表示差异不显著(P>0.05
图1 不同浓度PMA对DNA扩增抑制的电泳图
注:阳性对照;1,2~5,PMA浓度分别为0.1、0.5、1、/。2μmL;M,DL500DNA Markerg
变化结果见图2。由图2可知,随着热灭活时间的延长,当热灭活时PMAt值逐渐升高,PCR所得C-q间≤10min时各时间点上的Ct值间差异显著(P<);当热灭活时间≥1各个时间点上的0.050min时,
,表明热灭活致死Ct值之间无显著差异(P>0.05)法制备死菌悬液的时间在1且该法通过5min以上,改变膜的完整性或通透性影响PMAPCR检测结-q果的Ct值变化
。
2.3 超声裂解致死法对PMAPCR结果的影响-qPCR技术对不同超声致死时间点制备的 PMA-q
死菌悬液C随着t值检测结果见图3。由图3可知,超声致死时间的延长,各个超声致死时间点的Ct值不断升高。当超声致死时间超过1各个超0min时,声致死时间点的C且各组间t值只有较小的增加,,当超声时间超过Ct值无显著差异(P>0.05)
这表明绝大多数结核30min时,Ct值便不再增加,分支杆菌细胞膜已被破坏,PMA穿过膜受损的结核分支杆菌细胞膜,与DNA共价交联从而抑制死菌扩增。超声裂解致死法通过改变膜的完整性或通透性影响PMAt值变化。PCR的C-q
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生物技术
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期
备死菌悬液时,易在探头周围形成结核分支杆菌气溶胶,危害工作人员的健康。因此,本试验选择热灭活致死法作为后续试验中死菌的制备方法。3 讨论
PMAPCR偶联技术是集合PMA能选择性-q检测活菌和qPCR检测的高度灵敏性于一身的新兴。但该技现代分子生物学诊断技术(Lee等,2009)术也有自身的缺陷,如PMAPCR偶联技术对细-q胞膜依然完好的死菌DNA扩增不产生抑制作用。
图3 不同超声致死时间对PMAPCR结果的影响-q
为此本试验选择3种结核分支杆菌致死方式,再用PMAPCR偶联技术对不同致死方式制备的死菌-q
进行检测,比较不同死菌制备方法对PMAPCR-q结果的影响,探索该技术的适用范围和本身的局限为后续试验筛选真实可行的死菌单菌悬液的致性,
死方法做铺垫。
在结核分支杆菌3种致死方式对PMAPCR-q结果的影响试验中,作者发现热灭活致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测-q结果。随着热灭活致死时间的延长,tPCR所得Cq值逐渐增高。当Ct值稳定在一个固定值不再增高时就说明结核分支杆菌单菌悬液中已有绝大多数单个菌落的细胞膜被破坏,PMA与暴露的核酸进行有效的相互作用从而抑制核酸的扩增。这说明PMAPCR偶联技术能实现对热灭活致死法制备-q
)死菌悬液进行有效检测。这与张晶等(研究的2003PMA能有效抑制热灭活致死法制备的创伤弧菌死
菌扩增的结果一致。
超声裂解致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测结果。随着超声致死时-q
当超声时间间的延长,t值逐渐增高,PCR所得Cq超过15min后,Ct值不再随着超声时间的延长而这说明PMA已完全抑制死菌暴露D增加,NA的扩增。PMAPCR偶联技术可用于超声裂解致死法-q)制备死菌的检测。这与李聪聪等(用该技术对2012超声裂解制备的大肠杆菌死菌扩增效率的评价结果相一致。
在紫外线照射法制备的死菌检测试验中,随着紫外照射时间的延长,t值之间差异并PCR所得Cq,不显著(这表明紫外照射法制备的死菌P>0.05)悬液对PMAPCR检测结果没有影响。这可能是-q因为紫外照射法在杀菌的同时并没有改变细胞膜对PMA的通透性,PMA不能穿透结核分支杆菌细胞
膜与D而是被阻隔在结核分支杆菌NA相互作用,细胞外。因此,PMAPCR偶联技术难以实现对紫-q
2.4 紫外线照射法对PMAPCR检测结果的影-q响 PMAPCR技术对紫外线照射致死法制备的-q死菌悬液检测结果显示,随着紫外线照射时间的延长,各个时间点之间的Ct值并没有显著差异(P>)(),图4表明PMA并没有与紫外线照射处理0.05
过的结核分支杆菌D生成不可扩增NA共价交联,产物。紫外线照射法不能改变细胞膜对PMA的通透性,因此对PMAt值没有影响或PCR检测的C-q影响很小
。
图4 不同紫外线照射时间对PMAPCR结果的影响-q
2.5 3种制备死菌方法的比较 随着死菌处理时间的延长,热灭活法和超声裂解致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测的Ct-q值,且C表明PMAt值呈上升趋势,PCR可以实现-q对热灭活致死法和超声裂解致死法制备死菌的检紫外线照射法制备测。然而随着处理时间的延长,
即PMA的死菌悬液的Ct值之间没有明显的差异,难以实现对紫外线照射法制备的死菌扩增产生抑制这提示PMA作用,PCR偶联技术不适用于对具-q
有完整细胞膜的死菌进行检测。3种方法相比,PCR偶联技术不适用于紫外线照射法制备PMA-q
的死菌悬液检测,适用于热灭活致死法和超声裂解致死法制备的死菌悬液检测。但超声裂解致死法制
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期生物技术
]():中国人兽共患病学报,立[J.2003,29154~58.
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外线照射致死法制备死菌悬液的检测。这与罗剑飞)等(在PMAPCR检测紫外线照射法制备的2010-q大肠杆菌死菌的研究结果一致。3种结核分支杆菌死菌致死方法相比,PMAPCR技术可以实现对热-q灭活致死法和超声裂解致死法制备死菌悬液的检测,难以实现对紫外线照射法制备死菌悬液的检测。与热灭活致死法相比,超声裂解致死法在制备死菌悬液的过程中,易在超声仪周围形成结核分支杆菌气溶胶,引起生物安全隐患。因此,在后续试验中,选择热灭活法作为死菌悬液的制备方法。
参
考
文
献
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PCRMethodsontheResultsofPMA -q
11231
,inWANG HuidanNShuxianHuiCAOXudonCHENChuanfu- --q - -g,WEg,WANG g,g
(,,;1.ColleeofAnimalScienceandTechnoloShiheziUniversitShihezi832003,China ggyy
,,;2.ColleeofLifeSciencesShiheziUniversitShihezi832003,China gy,S,S)3.SchoolofMedicineheheziUniversithehezi832003,China y
:,w,reareAbstractIntheassaeusedheatinactivationultrasoniccrackinandultravioletirradiationthreemethodsto ppyg thedeathbacterialsusensionofMcobacteriumtuberculosis,comaredtheeffectsofthesethreemethodsontheresultof ppyPMAcoulintechnolo.TochoosethebestmethodofthedeadbacterialsusensionforsubseuentexerPCRrearation- -qpggypppqp imentsandexlorethescoesofalicationandlimitationsofPMAPCRdetectiontechnolo.Theresultsshowedthatdead - ppppqgybacterialrearedsusensionsbbothmethodsofheatinactivationandultrasoniccrackinaffectedthechanesofCtvaluesde -pppygg PCR.TherearedtectedbPMAdeadbacterialsusensionbultravioletirradiationmethodhadnoeffectonCtvaluesof - qppypy PMAdetectiontechnolo.HeatinactivationmethodwasthebestmethodfortheofbacterialsusensionofPCRrearation- gypqppdiedMcobacteriumtuberculosis.PMAPCRcoulinmethodwasnotsuitableforthedetectionofdeadbacteriarearedb - qpgppyy lethalmethodwithoutcellmembraneinur.the jy
:;;;PCRKewordsPMAcoulintechnoloheatinactivationultrasoniccrackinultravioletirradiation- qpggygy
(责任编辑 吴 艳)
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期生物技术
·15·
CR结果的影响P3种死菌悬液制备方法对PMA-q
王慧党1,温书香1,王慧勤2,曹旭东3,陈创夫1
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)石河子大学医学院,新疆石河子 83.32003
摘要:本试验利用热灭活致死法、超声裂解致死法和紫外线照射法3种制备结核分支杆菌死菌悬液的方法,比较不同灭菌方法制备的死菌对PMA选择结核分支杆菌死菌悬液的最佳制备方法制备后续试验中用到的结CR偶联技术结果的影响,P-q核分支杆菌死菌;探索PMA热灭活法和超声裂解致死法制备的结核分支杆PCR偶联技术的适用范围和局限性。结果表明,-q菌死菌悬液影响PMA紫外线照射法制备的结核分支杆菌死菌悬液对PMACR检测的Ct值的变化;CR检测的Ct值没PP--qq有影响;热灭活法是制备结核分支杆菌死菌悬液的最佳方法;PMAPCR偶联技术不适用于细胞膜无损伤致死法制备死菌的-q检测。
关键词:热灭活;超声;紫外线照射CR偶联技术;PMAP-q
()中图分类号:Q70078 文献标识码:6712362014120155A 文章编号:1---
它对DNA分子 PMA是一种叠氮类核酸染料,具有高度亲和力,在650W卤素灯照射条件下交联产物不能作为NA分子共价交联,PMA与D
NA模板进行PCR扩增。PMA不能穿透具有完D
整细胞膜的细胞,因此被阻隔在细胞膜外,在光照条件下形成没有活性的惰性物质(ocker等,2006;N
收稿日期:03014602--
,作者简介:女,河南人,王慧党(硕士生,研究方向:畜禽987-)1
病原分子生物学。
:通信作者:陈创夫。E-mxailccfb63.com-@1
)。基金项目:国家科技重大专项(0ZX10003003022013-
),而该惰性物质并不影响后续PGu等,2007CR的
扩增。在细胞膜受损的条件下PMA能穿透细胞膜并与D在曝光条件下与DNA分子结合,NA分子共价交联从而抑制DNA分子扩增。qCR技术是近P几年来新兴起的一门用于PCR初始模板量定量检测的技术,研究表明其检测的灵敏度达/PCR结合技术能选择性检5CFUmL。PMA与q2
,,蒋志国等,并被广泛测活菌(hairo2001;008)2Sp应用于食源性病原菌和其他病原菌中活菌的检测。PCR偶联技术虽能从所得样品中选择性检PMA-q,是指具有完整细胞但这里所说的“测“活菌”活菌”
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,,,ReroductionandMolecularDesinofJiansuProvinceofAnimalGeneticsBreedinLaborator2.Ke pggygy
),,N;3.JCo.Ltd.anton226103,ChinaGrouYanzhou225009,ChinaiansuJinhaiPoultr ggggyp
:nRHRgneandselectthearoriateexoenousexressioneGAbstractInordertounderstandthecodoncharacteristicsof pppgponlinetoolsCUSP,CHIPSandCodonWsoftwarewereusedtoanalzethecodoncharacteristicsofsstem,nRHRgne.n-eGG yy,meeRHRgGnewascomaredtootherenesofchickenodelanimalenomesandnRHRgneofothersecies.Theresults pggp,showedthatENcvalueofnRHRgneinJinhaiYellowchickenwassmallwhichindicatedstroncodonbias.nRHRgneeeGG gg wasbiastowardthesnonmouscodonswithGandCatthethirdcodonosition.GCcontentwasreaterthanATcontentin yypg,CDSreionofeeGGnRHRgne.AnalsisbCodonWsoftwareshowedthatincodonsofnRHRgneinJinhaiYellowchicken gyyg /GCC,ATC,CTC,CTG,CGC,CGG,AGC,TCCandGTGwereofstronbiasandendwithGC.Therewere12biascodons g /withGCatthethirdcodonositionin31genesofchicken.Codonbiascomarisontootherseciesshowedthatdifferencebe -ppp,weeweennRHRgneandthethreesecieswereverlarehichindicatedthatnRHRgnewasnotsuitableforexoenoustGG pygg //exression.nRHRgneofoultrbiastowardthesnonmouscodonscontainedGCorendwithGC.nRHRgneofoureeGG ppyyy secieshadnostroncodonbias.ResultofclusterinbasedonRSCUvalueshowedthatsecieswithcloseeneticrelationshi pggpgp tendtohavesimilarcodonbias.
:;;KewordsJinhaiYellowchickennRHRgnecodonbiaseG gy
(责任编辑 晋大鹏)
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生物技术
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期
膜的细菌。如果有些细菌已死亡,细胞膜仍然完整或通透性并没有改变,PMA便不能进入这些死细胞内与D从而抑制死菌的扩增(刘艳艳NA结合,)。因此,细胞膜的完整与否或通透性是否等,2014改变与PMA能否有效区分活菌和死菌密切相关。
改变细胞膜的完整性或通透性的方法主要有超声裂解、研磨、高压匀浆、冻融、低渗裂解、酸碱处理、有机溶剂处理、表面活性剂处理等(曲艳玲等,),这些杀菌消毒方法大多只适用于真核细胞和2007
。结革兰氏阴性菌细胞膜的破坏(岳洪霞等,2010)细胞壁脂质含量核分支杆菌是一种革兰氏阳性菌,
可占自身重量的6脂质层在结核分支杆菌细胞0%,膜外构成一个致密且非常厚的网状结构。另外,在这种菌酸可阻止染肽聚糖的外面有一层分支菌酸,
料的入侵。因此,改变结核分支杆菌细胞膜的完整且这种改变的效果如何尚不性或通透性非常困难,
本研究选择了3种常用的结核分支杆清楚。为此,
菌致死方法,即热灭活致死法、超声裂解致死法和紫外线照射法,利用PMAPCR偶联技术对这3种死-q
菌制备方法的效果进行评价,用以分析结核分支杆菌死菌悬液的不同致死方式对PMAPCR偶联技-q术检测结果的影响;探索PMAPCR作为活菌检-q测技术的适用范围和局限性;为后续试验选取有效的结核分支杆菌死菌悬液制备方式做铺垫。1 材料与方法1.1 材料 本研究所用菌种为结核分支杆菌标准,菌株(培养基为改良LH3ATCC27294)J培 -7RV,,养基,叠氮溴化丙锭(美国B荧40013,iotium公司),光定量P瑞士罗氏公司)CR仪(LihtCcler480, gy德国O650W卤素灯(64540650W240V,SRAM
。公司)1.2 方法
1.2.1 引物设计与合成 根据结核分支杆菌16SrRNA基因设计1对用于PCR和qPCR试验的引物。引物序列为:MTBF:5′CGGAAAGGTCT--A-;CTTCG3′MTB5′CTTGGTAGGCCGTCAC--R:--。引物由华大基因公司合成。3′
1.2.2 结核分支杆菌单菌悬液的制备 将生长在7H9液体培养基中的结核分支杆菌收集到15mL离心管中,向离心管中加入5~6粒玻璃珠,涡旋振,分装到2个E荡器上振荡20minP管中,
/,离心5m12000rmininPBS清洗3次。用无菌蒸馏水将结核分支杆菌稀释并调整到1个麦氏浓度,最后再将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液
备用。1∶100稀释,
1.2.3 PMA和样品的处理过程 将PMA溶解于
/中,配制成020%的二甲基亚砜(DMSO).5mmLg于-20℃保存。取500μL制备好的结PMA原液,
核分支杆菌单菌悬液加入一定浓度的PMA,避光10min后将样品置于冰上,650W卤素灯15cm处
/曝光15min,12000rmin离心5min。PBS清洗3
/次,所得沉淀加入200μL无菌蒸馏水,12000rmin离心3m取上清备用。in,
1.2.4 DNA样品的制备 将1个麦氏浓度的结核
/分支杆菌单菌悬液12000rmin离心5min后收集/沉淀,用400μL内含10mmolLTrisl和 -HC
/1mmolLEDTA的TE缓冲液吹打悬浮起来,
。室温冷却后加入溶菌酶使其终85℃灭活40min/浓度为5m充分混匀后,静置1h。向混合液mL,g/充分中加入2mmL蛋白酶K和1%SDS溶液,g
混匀后,50℃条件下孵育过夜。向上述溶液中加//充分5molLNaCl和CTABNaCl溶液各100μL,
混匀至乳白色,加入等体积的氯65℃孵育10min,/,仿/异戊醇,缓慢混匀,吸12000rmin离心20min取上清并放在另一灭菌的大号离心管中。向上清中/加5molLNaCl和2倍体积的异丙醇以沉淀核酸, /12000rmin离心15min。用70%乙醇漂洗沉淀,室温干燥后,将D于NA溶于TE缓冲溶液中,-20℃保存备用。
1.2.5 PMA对DNA扩增抑制效果的评估 将提
/取的D分装到各NA用去离子水稀释到200nL,gμEP管中。向各管加入PMA使其终浓度分别为
/将充分混0.1、0.5、1、2μmL。按1.2.3处理后,g匀后的DNA悬液作为模板进行普通PCR。PCR
反应体系2去离子水5μ上、0μL:Mix12.5μL,L, 下游引物各0模板2μ.25μL,L。PCR反应条件:
,,95℃预变性5min;95℃变性30s55℃退火30s,72℃延伸30s30个循环;72℃再延伸5min。将PMA与DNA共价交联后的PCR产物进行琼脂糖
凝胶电泳。
1.2.6 PMAPCR与热灭活致死法制备的死菌悬-q液相互作用 将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液8热灭活时间分别为0、5℃热灭活,5、10、15、灭活后立刻放在冰上冷冻5m20、25、30、35min,in,
/如此反复3~4次,12000rmin离心5min,PBS清洗3次,调整1个麦氏浓度,用去离子水1∶100稀释备用。向不同灭活时间点的结核分支杆菌单菌悬/液中加入PMA,使其终浓度为3μ按1mL,.2.3g
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处理,上清用作qPCR模板。qPCR反应体系
PCR 25μL:2×SYBRGreenMixture12.5μL, q
/下游引物各0PCR模板25μmolL上、.25μL,q去离子水7μ5μL,L。q95℃预变PCR反应条件:;,,性5min95℃变性30s55℃退火30s72℃延伸,求出平均30s40个循环。每个样品重复3次,Ct值。
PCR与超声裂解致死法制备的死菌1.2.7 PMA-q悬液相互作用 将1个麦氏浓度的结核分支杆菌单菌悬液置于15mL离心管中并将离心管放在冰水、超声间歇比浴中经过20kHz600W超声仪超声,为1超声处理时间分别为0、0∶10,5、10、15、20、25、。将不同超声时间点的结核分支杆菌单30、35min
/用P菌悬液12000rmin离心5min,BS清洗3~5次后重新调整到1个麦氏浓度,1∶100稀释备用,最后将PMA与不同超声时间点的菌悬液相互作方法同1用,.2.6。
1.2.8 PMAPCR与紫外线照射法制备的死菌悬-q液相互作用 将1个麦氏浓度结核分支杆菌单菌悬液置于玻璃器皿中,菌悬液的量刚刚掩盖器皿底部将玻璃器皿放在距离紫外灯1最好,0cm处垂直照射,照射时间分别为0、10、20、30、40、50、60、
,照射过程中不断晃动菌悬液保证结核分支90min杆菌单菌悬液充分接受紫外线。在各个时间点取出1mL结核分支杆菌单菌悬液放在1.5mLEP管
之后将不同照射时间点的结核分支杆菌单菌悬中,
/液1调整12000rmin离心5min,PBS清洗3次,个麦氏浓度,用去离子水1∶100稀释备用。最后将PMA与不同时间点的结核分支杆菌单菌悬液相互方法同1作用,.2.6。1.2.9 统计学分析 使用SPSS17.0软件对试验 数据进行统计学分析。
2 结果与分析2.1 PMA对DNA扩增抑制效果的评估 PMA与DNA共价交联后再进行PCR,PCR产物的琼脂糖凝胶电泳结果见图1。由图1可知,随着PMA浓度的增加,PMA与DNA形成的交联产物的量越来越多,用于PCR有效扩增的模板量越来越少,PCR产物越来越少,因此电泳条带越来越不清晰。当/PMA浓度达到2μmL时,PMA已完全抑制了g
在电泳图上几乎看不到PDNA分子的扩增,CR产物,从而证实了PMA对DNA扩增有抑制作用。2.2 热灭活致死法对PMAPCR结果的影响 -q热灭活致死法不同灭活时间所得死菌悬液Ct
值的
图2 不同热灭活致死时间对PMAPCR结果的影响-q
;注:肩标不同字母表示差异显著(肩标相同字母P<0.05)
)。下同。或无字母标注表示差异不显著(P>0.05
图1 不同浓度PMA对DNA扩增抑制的电泳图
注:阳性对照;1,2~5,PMA浓度分别为0.1、0.5、1、/。2μmL;M,DL500DNA Markerg
变化结果见图2。由图2可知,随着热灭活时间的延长,当热灭活时PMAt值逐渐升高,PCR所得C-q间≤10min时各时间点上的Ct值间差异显著(P<);当热灭活时间≥1各个时间点上的0.050min时,
,表明热灭活致死Ct值之间无显著差异(P>0.05)法制备死菌悬液的时间在1且该法通过5min以上,改变膜的完整性或通透性影响PMAPCR检测结-q果的Ct值变化
。
2.3 超声裂解致死法对PMAPCR结果的影响-qPCR技术对不同超声致死时间点制备的 PMA-q
死菌悬液C随着t值检测结果见图3。由图3可知,超声致死时间的延长,各个超声致死时间点的Ct值不断升高。当超声致死时间超过1各个超0min时,声致死时间点的C且各组间t值只有较小的增加,,当超声时间超过Ct值无显著差异(P>0.05)
这表明绝大多数结核30min时,Ct值便不再增加,分支杆菌细胞膜已被破坏,PMA穿过膜受损的结核分支杆菌细胞膜,与DNA共价交联从而抑制死菌扩增。超声裂解致死法通过改变膜的完整性或通透性影响PMAt值变化。PCR的C-q
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备死菌悬液时,易在探头周围形成结核分支杆菌气溶胶,危害工作人员的健康。因此,本试验选择热灭活致死法作为后续试验中死菌的制备方法。3 讨论
PMAPCR偶联技术是集合PMA能选择性-q检测活菌和qPCR检测的高度灵敏性于一身的新兴。但该技现代分子生物学诊断技术(Lee等,2009)术也有自身的缺陷,如PMAPCR偶联技术对细-q胞膜依然完好的死菌DNA扩增不产生抑制作用。
图3 不同超声致死时间对PMAPCR结果的影响-q
为此本试验选择3种结核分支杆菌致死方式,再用PMAPCR偶联技术对不同致死方式制备的死菌-q
进行检测,比较不同死菌制备方法对PMAPCR-q结果的影响,探索该技术的适用范围和本身的局限为后续试验筛选真实可行的死菌单菌悬液的致性,
死方法做铺垫。
在结核分支杆菌3种致死方式对PMAPCR-q结果的影响试验中,作者发现热灭活致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测-q结果。随着热灭活致死时间的延长,tPCR所得Cq值逐渐增高。当Ct值稳定在一个固定值不再增高时就说明结核分支杆菌单菌悬液中已有绝大多数单个菌落的细胞膜被破坏,PMA与暴露的核酸进行有效的相互作用从而抑制核酸的扩增。这说明PMAPCR偶联技术能实现对热灭活致死法制备-q
)死菌悬液进行有效检测。这与张晶等(研究的2003PMA能有效抑制热灭活致死法制备的创伤弧菌死
菌扩增的结果一致。
超声裂解致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测结果。随着超声致死时-q
当超声时间间的延长,t值逐渐增高,PCR所得Cq超过15min后,Ct值不再随着超声时间的延长而这说明PMA已完全抑制死菌暴露D增加,NA的扩增。PMAPCR偶联技术可用于超声裂解致死法-q)制备死菌的检测。这与李聪聪等(用该技术对2012超声裂解制备的大肠杆菌死菌扩增效率的评价结果相一致。
在紫外线照射法制备的死菌检测试验中,随着紫外照射时间的延长,t值之间差异并PCR所得Cq,不显著(这表明紫外照射法制备的死菌P>0.05)悬液对PMAPCR检测结果没有影响。这可能是-q因为紫外照射法在杀菌的同时并没有改变细胞膜对PMA的通透性,PMA不能穿透结核分支杆菌细胞
膜与D而是被阻隔在结核分支杆菌NA相互作用,细胞外。因此,PMAPCR偶联技术难以实现对紫-q
2.4 紫外线照射法对PMAPCR检测结果的影-q响 PMAPCR技术对紫外线照射致死法制备的-q死菌悬液检测结果显示,随着紫外线照射时间的延长,各个时间点之间的Ct值并没有显著差异(P>)(),图4表明PMA并没有与紫外线照射处理0.05
过的结核分支杆菌D生成不可扩增NA共价交联,产物。紫外线照射法不能改变细胞膜对PMA的通透性,因此对PMAt值没有影响或PCR检测的C-q影响很小
。
图4 不同紫外线照射时间对PMAPCR结果的影响-q
2.5 3种制备死菌方法的比较 随着死菌处理时间的延长,热灭活法和超声裂解致死法通过改变细胞膜的通透性或完整性影响PMAPCR检测的Ct-q值,且C表明PMAt值呈上升趋势,PCR可以实现-q对热灭活致死法和超声裂解致死法制备死菌的检紫外线照射法制备测。然而随着处理时间的延长,
即PMA的死菌悬液的Ct值之间没有明显的差异,难以实现对紫外线照射法制备的死菌扩增产生抑制这提示PMA作用,PCR偶联技术不适用于对具-q
有完整细胞膜的死菌进行检测。3种方法相比,PCR偶联技术不适用于紫外线照射法制备PMA-q
的死菌悬液检测,适用于热灭活致死法和超声裂解致死法制备的死菌悬液检测。但超声裂解致死法制
中国畜牧兽医 2014年第41卷第12期生物技术
]():中国人兽共患病学报,立[J.2003,29154~58.
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外线照射致死法制备死菌悬液的检测。这与罗剑飞)等(在PMAPCR检测紫外线照射法制备的2010-q大肠杆菌死菌的研究结果一致。3种结核分支杆菌死菌致死方法相比,PMAPCR技术可以实现对热-q灭活致死法和超声裂解致死法制备死菌悬液的检测,难以实现对紫外线照射法制备死菌悬液的检测。与热灭活致死法相比,超声裂解致死法在制备死菌悬液的过程中,易在超声仪周围形成结核分支杆菌气溶胶,引起生物安全隐患。因此,在后续试验中,选择热灭活法作为死菌悬液的制备方法。
参
考
文
献
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:,w,reareAbstractIntheassaeusedheatinactivationultrasoniccrackinandultravioletirradiationthreemethodsto ppyg thedeathbacterialsusensionofMcobacteriumtuberculosis,comaredtheeffectsofthesethreemethodsontheresultof ppyPMAcoulintechnolo.TochoosethebestmethodofthedeadbacterialsusensionforsubseuentexerPCRrearation- -qpggypppqp imentsandexlorethescoesofalicationandlimitationsofPMAPCRdetectiontechnolo.Theresultsshowedthatdead - ppppqgybacterialrearedsusensionsbbothmethodsofheatinactivationandultrasoniccrackinaffectedthechanesofCtvaluesde -pppygg PCR.TherearedtectedbPMAdeadbacterialsusensionbultravioletirradiationmethodhadnoeffectonCtvaluesof - qppypy PMAdetectiontechnolo.HeatinactivationmethodwasthebestmethodfortheofbacterialsusensionofPCRrearation- gypqppdiedMcobacteriumtuberculosis.PMAPCRcoulinmethodwasnotsuitableforthedetectionofdeadbacteriarearedb - qpgppyy lethalmethodwithoutcellmembraneinur.the jy
:;;;PCRKewordsPMAcoulintechnoloheatinactivationultrasoniccrackinultravioletirradiation- qpggygy
(责任编辑 吴 艳)