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猪伪狂犬病毒、经典型猪瘟、猪流行性腹泻病毒三重PCR检测方法的建立

2022-07-25王颖旺陈燕凌田志革胡晓亮

中兽医学杂志 2022年5期
关键词:核酸特异性引物

王颖旺,陈燕凌,田志革,胡晓亮#

(1.宜宾市翠屏区农业农村局,四川宜宾 644000;2.宜宾市动物疫病预防控制中心,四川宜宾 644000;3.宜宾学院农林与食品工程学部/动物多样性与生态保育宜宾市重点实验室,四川宜宾 644000)

猪流行性腹泻病毒(PEDV)在小肠上皮细胞中几乎完全复制,导致绒毛萎缩、吸收不良和严重腹泻,引起传染性肠道疾病(呕吐、腹泻和脱水),造成猪严重的精神、食欲状况下降,引起仔猪的高死亡率,成年猪的生长缓慢,并且各种年龄的猪均易感染。2010年,由PEDV变种引起的PED大规模爆发在中国发生,造成了巨大的经济损失[1]。

伪狂犬病病毒(PRV)主要侵害猪的神经系统、呼吸系统和生殖系统,并且破坏猪的免疫系统,导致猪的多重感染,增加其死亡率。猪是PRV的天然宿主和重要感染源,可通过猪配种进行生殖系统感染,当妊娠母猪感染后,又通过胎盘进行垂直感染胎儿,严重会造成流产、死胎、弱胎、木乃伊胎等。导致新生崽猪数量质量的下降,直接造成严重的经济损失。

经典猪瘟(CSFV)在临床中其发病率和病死率都在90%以上,猪是本病唯一的自然宿主,是高度传染性病毒性疾病,传染性强、死亡率高、是一种严重的跨界疾病,威胁着全球的生猪生产。分为以下几种疾病形式:急性、慢性和持续性病程。表现出高烧、厌食、胃肠症状、全身虚弱,结膜炎,不协调、瘫痪和抽搐,皮肤出血或发绀(如耳朵、四肢和腹部)。同时,病毒通过胎盘屏障,从而传染给胎儿,而被感染的小猪看起来很健康,在此期间,它们释放出足以传播的高病毒载量[7]。

在规模化养殖的猪场,2种或2种以上病毒共同感染的情况经常发生。仅凭借临床症状,很难断定疫病是由单一病毒还是由多种病毒所引起。传染性疫病传统的诊断较为费时;PCR方法较传统方法敏感,并已经用于多种猪病原的检测。但单一病毒特异的PCR方法,检测成本较高。因此,建立一种快速、又可信度高的检测方法,对病毒进行鉴定,将有利于疾病的准确诊断和疫病的流行病学监测。

本研究以3种重要猪源病毒病(PEDV、PRV、CSFV)为研究对象,通过条件优化建立特异性好、灵敏度高的3种病原三重PCR检测方法,为我国生猪市场猪病检测与管理提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 病毒核酸

非洲猪瘟(ASFV)、猪伪狂犬病毒(PRV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、经典猪瘟(CSFV)、猪流行性腹泻病毒(PEDV)的核酸均由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所汤艳东博士馈赠,病毒RNA经反转录获取的cDNA保存在动物多样性与生态保育宜宾市重点实验室。

1.2 主要试剂

Premix TaqDNA聚合酶购自Gen Star公司,DL2000 DNA Marker购自宝生物工程(大连)有限公司;琼脂粉、TAE缓冲液(50倍)、EB替代染料为国产分析纯。

1.3 引物设计及合成

在NCBI网站下载的PEDV、PRV、CSFV的基因序列,用DNA STAR的MegAlign程序对下载的基因序列进行比对,选择保守区,利用Oligo软件针对保守区各设计1对引物,引物序列及扩增目的片段的大小见表1。引物由成都擎科生物工程公司合成,使用时,用ddH2O将引物稀释至10μmol/L,置于-20℃冰箱保存。

表1 三重PCR引物信息

1.4 三重PCR检测方法的建立

以PEDV、PRV和CSFV的核酸混合物作为模板建立PCR反应,PCR反应体系采用50 μl,加25 μl Taq PCR Master Mix于体系中,PEDV、PRV和CSFV模板经适当稀释后(浓度分别为3.5 ng/μl,5 ng/μl,12 ng/μl)各 加1μL、PEDV、PRV和CSFV上下引物浓度(10 μmol/L )各0.75 μl、最后加灭菌ddH2O补足50 μl。PCR反应程序:95℃预变5 min;94℃变性30 s,50℃退火30 s,72℃延伸30 s,30个循环;72℃延伸10 min。最后将扩增产物取5 μl于2%琼脂糖凝胶中进行电泳鉴定。

1.5 三重PCR检测方法的条件优化

1.5.1 退火温度优化试验

采用50 μl的反应体系,进行退火温度优化。PCR的反应程序:95℃预变5 min;94℃变性30 s,梯度温度(50℃、52.5℃、54.5℃、56.2℃、57.3℃、60℃)退火30 s,72℃延伸30 s,30个循环;72℃延伸10 min。最后将扩增产物取5μL于2%琼脂糖凝胶中进行电泳鉴定,确定最佳退火温度。

1.5.2 引物浓度优化试验

根据优化的退火温度,进行引物浓度优化实验。设置0.1μmol/L、0.15μmol/L、0.2 μmol/L 3个引物浓度,PCR反应程序同1.5.1,最后将扩增产物取5 μl于2%琼脂糖凝胶中进行电泳鉴定,确定最佳引物浓度。

1.5.3 敏感性试验

根据已优化的反应条件,将PEDV(原始浓度为350 ng/μl)、PRV(原始浓度为1200 ng/μl)、CSFV(原始浓度为500 ng/μl)的模板进行10-1~10-10倍比稀释,各加1 μl于50 μl的体系中进行PCR反应,将扩增产物取5 μl于2%的琼脂糖凝胶中进行电泳鉴定,确定三重PCR检测方法的敏感性。

1.5.4 特异性试验

根据已优化的反应条件,在PCR反应体系中,加入PEDV、PRV、CSFV、上下引物(10 μmol/L)各0.75 μl,加入PEDV、PRV、CSFV、PRRSV、ASFV的模板各1 μl进行PCR扩增。最后将扩增产物取5 μl于2%琼脂糖凝胶中进行电泳鉴定,验证三重PCR检测方法的特异性。

2 结果与分析

2.1 三重PCR检测方法的建立

通过建立的三重PCR检测反应体系,对PEDV、PRV、CSFV的核酸模板及混合模板进行PCR扩增,结果分别获得了它们各自对应的条带,大小分别为518bp、401bp、213bp,与预期相符(见图1)。

2.2 退火温度的优化

采用不同的退火温度进行PCR扩增,由结果可知(见图2),退火温度为52.5℃时,效果较好。54.5℃、56.2℃、57.3℃、60℃;8.阴性对照。

2.3 引物浓度优化

采用不同浓度的引物进行PCR扩增,由结果可知(见图3~4)最佳引物浓度为0.15 μmol/L。

2.4 敏感性试验

将PEDV、PRV、CSFV核酸经10倍倍比稀释(PEDV原始浓度350 ng/μl;PRV原始浓度1200 ng/μl;CSFV原始浓度500 ng/μl)后作为模板,进行三重PCR反应,检测其敏感性。结果显示,该方法对PEDV、PRV、CSFV的最低检测限分别为3.5pg、12pg、0.05pg(见图5)。

2.5 特异性试验

用提取的PEDV、PRV、CSFV、PRRSV、ASFV的核酸作为模板,同时以ddH2O作为阴性对照,利用优化好的反应体系进行三重PCR检测方法的特异性实验。由图5可知,,建立的三重PCR方法对PEDV、PRV、CSFV的核酸能进行特异性扩增,对其他病毒核酸模板无扩增,表明该检测方法具有较强的特异性。

3 讨论

近年来,随着养殖业的不断发展,猪传染病对猪群健康有着极大的威胁,猪传染性疾病的多重感染或混合感染为主要流行形式,张森发现70.00%以上的病猪以病毒病为主并且80.00%以上的病猪均是由2种或2种以上的病原体混合感染,导致病猪临床症状表现复杂化[2]。因此,建立一种快速、高效、成本低的多重PCR检测方法非常有必要。

本试验建立关于PEDV、PRV和CSFV的三重PCR检测方法,敏感性、特异性结果表明,该方法具有良好的敏感性和特异性。

本研究建立的三重PCR检测方法,对PEDV、PRV、CSFV具有同时检测的效果,保持了单重PCR检测方法的准确性,又具有高效性和经济节约性,此方法可广泛应用其他地区的各养猪场传染病的检测,有良好应用前景。

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