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牛呼吸道合胞体病毒RT-PCR检测方法的建立及初步应用

2022-02-21杨昱萍刘建青

中国饲料 2022年2期
关键词:细胞培养特异性引物

杨昱萍,李 珍,刘建青

(包头师范学院生物科学与技术学院,内蒙古包头 014030)

牛呼吸道合胞体病毒(Bovine respiratory syncytial virus,BRSV)是单分子负链RNA病毒目(Mononegavirales)的成员,主要侵害牛的呼吸道,临床可见咳嗽、呼吸急迫、流泪、流鼻液及流涎等症状(Mathieu等,2007)。BRSV还可导致牛的白血球减少症,乳牛泌乳量显著减少,甚至停止,怀孕母牛发生流产等,给养牛业造成很大的经济损失(冯军科等,2010)。因此,快速检测牛场BRSV具有重要意义。

随着科学技术的发展,检测BRSV的成熟方法有好几种,主要有免疫学检测、病毒的细胞培养法、电子显微镜观察病毒粒子及RT-PCR检测法(Ulrike等,2002)。由于BRSV接种到细胞上大约5 d才会出现病变,多数情况下病变并不明显,且不易观察,严重影响该方法的检出率。此外,尽管电子显微镜观察病毒粒子用时较短,但敏感性不高。相反,RT-PCR是一种高效、敏感、稳定的检测方法,是实验室检测BRSV最常用的方法(Juan等,2001)。提取病毒核酸,利用Primer5.0设计特异性检测引物是该方法的关键。本研究旨在建立一种RT-PCR方法,能快速、有效地检测BRSV,为防治BRSV提供相应帮助。

1 材料与方法

1.1 毒株及对照细胞 牛呼吸道合胞体病毒、牛传染性鼻气管炎病毒、牛病毒性腹泻病毒、牛副流感病毒3型、口蹄疫病毒、MDBK细胞均由本实验室保存。

将BRSV接种到长成单层MDBK细胞上,当细胞发生明显病变时收获病毒液,-70℃保存备用(Philip等,2006)。

1.2 常规试剂与RT-PCR试剂 购自北京化工有限公司和大连宝生物公司。

1.3 引物的设计与合成 根据已发表的BRSV各毒株的全序列,选择保守性较强的N基因,利用Primer 5.0设计合成了一对特异性引物,由Invitrogen(北京)公司合成。引物序列如下:

上游引物:

下游引物:

1.4 病毒RNA的提取 按照Trizol Reagent 试剂的说明提取BRSV总RNA(Prozzi等,1997)。

主要步骤如下:

(1)吸取样品250 μL,加入Trizol Reagent裂解液750 μL,颠倒混匀,室温放置5 min。

(2)加 入200 μL氯 仿,混 匀,室 温 放 置5 min。

(3)4℃,12000 r/min离心10 min。

(4)取600 μL水层液体至新的、DEPC处理过的1.5mL离心管中,然后加入600 ul异丙醇,室温静置30 min。

(5)4℃,12000 r/min离心10 min。

(6)倒掉上清,用1000 μL 75% DEPC冰乙醇洗涤。

(7)12000 r/min,4℃,离心10 min。

(8)倒掉乙醇,置于通风橱中干燥20 min。

(9)加入20~30 μL DEPC水溶解。

(10)-80℃保存。

1.5 反转录合成cDNA 吸取4 μL RNA提取液于离心管中,加入2 μL Random Primers、5 μL DEPC水、4 μL 5×Buffer、3 μL 10mmol/L dNTPs、1 μL Rnasin(40U/μL)、1 μL AMV,总 体 积20μL。42℃水浴1 h(Valarcher等,1999)。

1.6 PCR扩增反应 在反应体系中依次加入2μL cDNA、16 μL超 纯 水、2.5 μL 10×Buffer、上游下游引物各1 μL、2 μL dNTPs、0.5 μL E Taq,总体积是25 μL。PCR反应条件是95℃预变性5 min、94℃变性30 s,47℃ 30 s,72℃延伸30 s,30个循环,72℃充分延伸10 min。

1.7 PCR产物的检测 PCR产物经1%的琼脂糖凝胶电泳检测。

1.8 RT-PCR特异性与敏感性检测 取BRSV细胞培养物、牛病毒性腹泻病毒、牛副流感病毒、牛传染性鼻气管炎病毒3型病毒、口蹄疫病毒、MDBK正常细胞培养物,分别提取RNA进行RTPCR,进行电泳。将BRSV的细胞培养物提取RNA并且定量,进行10倍梯度稀释,分别进行RT-PCR,电泳,观察试验结果。

1.9 临床应用 采集38份临床症状类似BRSV引起流鼻液的鼻拭子样品,应用上述方法进行RT-PCR检测。

2 结果

2.1 BRSV在MDBK细胞上产生病变 由图1a,图1b可知,将BRSV接种于MDBK细胞,5 d后细胞变圆、变大,聚集成团,产生明显病变。

图1a BRSV在MDBK细胞上的病变图

图1b 正常MDBK细胞

2.2 RT-PCR 扩增结果 由图2可知,本方法扩增出特异性目的条带的大小为287 bp。

图2 RT-PCR扩增结果

2.3 RT-PCR 特异性扩增结果 由图3可知,将BRSV细胞培养物、牛传染性鼻气管炎病毒、牛病毒性腹泻病毒、牛副流感病毒3型病毒、口蹄疫病毒、MDBK正常细胞培养物分别提取RNA进行RT-PCR,结果只有BRSV的细胞培养物能扩增出目的条带,其他对照组均没有扩增出任何条带。

图3 特异性实验结果

2.4 RT-PCR敏感性试验结果 由图4可知,对不同浓度的RNA进行RT-PCR扩增,结果发现本方法能检测出1 pg的病毒RNA。

图4 敏感性实验结果

2.5 RT-PCR检测鼻拭子样品的结果 对采集的38份临床症状类似BRSV引起流鼻液的鼻拭子样品进行检测,结果有10份样品出现了287 bp的目的条带。

3 讨论

(1)本试验的技术关键是BRSV核酸提取质量,在试验过程中要有一个清静的环境,尽可能降低Rnase对病毒RNA的降解(高存福等,2007)。在PCR实验过程中,对退火温度做了梯度试验,在46~49℃之间均能扩增出目的条带,其中47℃时效果最好。

(2)根据已发表的BRSV序列,在其N基因上的保守区域设计合成了一对特异性引物,对本实验室分离的BRSV进行扩增,琼脂糖凝胶电泳检测结果与预期结果一致,证明该检测方法可以快速准确地对牛呼吸道合胞体病毒病作出诊断。

(3)PCR的敏感性试验证明该方法可以检测到1pg的病毒RNA,与国外文献报道的结果非常接近,说明该RT-PCR检测方法具有很高的敏感性。经过3次重复实验,得到相同的试验结果,说明该试验方法具有很强的操作性,为临床上快速诊断牛呼吸道合胞体病毒提供了一个可靠的方法。

(4)本实验建立的RT-PCR方法可以直接从牛鼻拭子样品中检测出BRSV。从内蒙某牛场采集了38份疑似病例样品,应用此方法检测出10份样品为阳性,表明BRSV存在于规模化牛场中,为该病预防提供了帮助,有助于降低由该病造成的经济损失。

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