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文章分享|通过等温重组酶聚合酶扩增快速检测草虾中的肝肠胞虫草虾是我国淡水养殖业中的一种重要经济物种,但近年来,寄生于其肝胰腺的肝肠胞虫严重影响了其养殖产业。由于目前没有有效的药物或疫苗可以治疗该病,快速而精准的检测对于防止病害传播至关重要。 EHP孢子扫描电镜观察结果A.放大9.0×103倍; B.放大5.0×104倍. 乔毅, 沈辉, 万夕和, 范贤平, 蒋葛, 黎慧, 王李宝, 史文军, 成婕. 南美白对虾肝肠胞虫的分离及形态学观察. 中国水产科学, 2018, 25(5): 1051-1058. DOI: 10.3724/SP.J.1118.2018.17430. 肝肠胞虫的检测主要依赖于分子生物学方法,其中最常见的是PCR技术。然而,PCR技术虽然灵敏度高,但需要昂贵的PCR仪器和专业的实验室环境,且操作复杂,不适合现场使用。为了解决这一问题,研究团队开发了两种基于MIRA技术的快速检测方法,这些方法具有高灵敏度、快速反应和易操作的特点,能够在现场不需要复杂实验设备的情况下,对虾体中的肝肠胞虫进行高效、快速的检测,填补了现有检测方法不足的空缺。 文章所用的扩增试剂:DNA恒温快速扩增试剂盒(基础型)与DNA 恒温快速扩增试剂盒(胶体金试纸条型) MIRA技术是一种多酶恒温快速核酸扩增技术。其核心原理是通过多种功能蛋白在常温下协同作用,实现核酸的快速扩增,是能够真正实现便携式的现场快速核酸检测的技术。 研究方法 样本提取 研究团队从辽宁省的三个虾养殖场收集了感染和健康的草虾样本,并提取了草虾的肝胰腺DNA。 引物设计 针对肝肠胞虫的S8丝氨酸蛋白基因(基因库登录号:ON 182063),设计了三对MIRA引物。该基因具有独特的活性位点,能够保证检测的特异性。 MIRA-AGE与MIRA-LFD检测 (A) 优化RPA-AGE反应温度。M:DL 500标记物;N:阴性对照;分别为品系1-5:25°C、30°C、37°C、39°C和42°C。 (B) 优化RPA-AGE反应时间。M:DL 500标记物;N:阴性对照;1:10 min;2:20 min;3: 30 min;4: 40 min。 (C) 优化RPA-LFD反应温度。N:阴性对照;1:25°C;2:30°C;3:37°C;4:39°C;5:42°C。 (D) 优化RPA-LFD反应时间。N:阴性对照;1:5 min;2:10 min;3:20 min。 两种MIRA检测方法分别通过琼脂糖凝胶电泳(MIRA-AGE)和胶体金侧流免疫层析法(MIRA-LFD)实现检测。研究团队通过实验优化了反应温度和时间。MIRA-AGE在37°C下进行30分钟扩增,而MIRA-LFD则在37°C下仅需10分钟即可完成扩增,5分钟内即可读取结果。 实验结果 特异性与灵敏度 (A) RPA-AGE检测的特异性。M:DL 1000标记物;P:蒿型肠孢菌;1:肝减少肠细胞;2:肝孢菌;3:微孢子虫;4:白斑综合征病毒;6:异常威克汉姆酵母;N:阴性对照。 (B) RPA-LFD检测的特异性。P:蒿型肠孢菌;N:阴性对照;1:肝减少肠细胞;2:肝孢菌;3:微孢子虫;4:白斑综合征病毒;6:异常威克汉姆酵母。 (C) RPA-AGE对重组质粒梯度稀释的敏感性。M: DL 500标记;N:阴性对照;1: 4.7×10^5拷贝/µL;2: 4.7×10^4拷贝/µL;3: 4.7×10^3拷贝/µL;4: 4.7×10^2拷贝/µL;5: 4.7×10拷贝/µL;6: 4.7拷贝/µL。 (D) RPA-LFD对重组质粒梯度稀释的敏感性。N:阴性对照;1: 4.7×10^5拷贝/µL;2: 4.7×10^4拷贝/µL;3: 4.7×10^3拷贝/µL;4: 4.7×10^2拷贝/µL;5: 4.7×10拷贝/µL;和6: 4.7拷贝/µL。 实验显示,MIRA技术具有高度特异性,能够准确检测出肝肠胞虫,而对其他病原体无反应。灵敏度方面,两种方法的检测下限均为4.7copies/µL,显著高于传统PCR检测的灵敏度。 临床样本检测 对30个临床样本的检测结果显示,MIRA-AGE与MIRA-LFD的阳性率均为70%,略低于qPCR80%的阳性率,但远高于传统PCR的56.7%的阳性率。 应用前景 基于MIRA的检测方法能够在恒温下快速扩增目标基因,特别是MIRA-LFD方法在短短10分钟内即可得到结果,无需复杂的实验设备,非常适合在养殖场等现场环境中使用。该技术的高灵敏度和高特异性使其成为一种高效的现场检测工具,有助于养殖者在早期发现和控制肝肠胞虫的传播,从而保护草虾养殖业的健康发展。 |