一种检测牛LPL基因mRNA表达水平的特异性引物和荧光定量检测试剂盒的制作方法

xiaoxiao2020-10-23  4

一种检测牛LPL基因mRNA表达水平的特异性引物和荧光定量检测试剂盒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于基因工程技术领域,具体涉及一种检测牛LPL基因 mRNA表达水平的特 异性引物和荧光定量PCR检测试剂盒。
【背景技术】
[0002] 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是DNA体外操作技术中最 常用的技术。PCR技术将模板DNA、特异性引物、dNTPs底物、耐热DNA聚合酶、镁离子等放 在同一个缓冲反应体系中,进行反复高温变性、低温退火、中温链延伸的热循环,实现靶DNA 片段在反应液中呈2n倍扩增(其中η为热循环次数)。
[0003] 荧光定量PCR技术是在普通PCR反应的基础上,结合了实时荧光检测技术和计算 机分析技术。荧光定量PCR在普通PCR反应体系中加入特定的荧光标记物质,通过检测每 个热循环后PCR反应体系中的荧光值的变化情况来实时监测DNA的扩增情况,并获得每个 样本的荧光定量变化曲线,进而获得每个反应管的Ct值(荧光变化达到阈值时的循环数); 同时,在相同的反应体系和反应条件下检测2-10个倍数稀释的已知数量的靶标DNA,获得 其Ct值,以起始模板数的对数为横坐标,以Ct值为纵坐标制备标准曲线,据此标准曲线和 各个标本的Ct值对每个反应的起始DNA模板数进行定量测定。
[0004] 虽然Northern blot技术可检测基因的mRNA表达水平,但整个实验过程操作比较 复杂。Northern blot实验中一个主要的问题是存在RNA的降解,所以Northern Blot中 所有的实验用品都需要经过除去RNA酶的过程,如高温烘烤、DEPC处理等。另外,Northern Blot中很多实验用品如甲醛、EB、DEPC、紫外灯等等对人体都有一定的伤害。基因芯片实验 虽然降低了实验人员的工作量,并可以在一次实验中同时检测几千个基因表达量变化,但 是其灵敏度较低。
[0005] 而SYBR Green是一种结合于双链DNA小沟中的结合染料。与双链DNA结合后,其 荧光大大增强。该性质用于扩增产物的检测非常理想。SYBR Green的最大吸收波长约为 497 nm,发射波长最大约为520 nm。在PCR反应体系中,加入过量SYBR荧光染料,SYBR荧 光染料特异性地掺入DNA双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的SYBR染料分子不会发 射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。
[0006] SYBR Green在核酸的实时检测方面有很多优点,由于它与所有的双链DNA相结 合,不必因为模板不同而特别定制,因此设计的程序通用性好,且价格相对较低。此外,由于 一个PCR产物可以与多分子的染料结合,因此SRYB Green的灵敏度很高。但是,由于SYRB Green与所有的双链DNA相结合,因此由引物二聚体、单链二级结构以及错误的扩增产物引 起的假阳性会影响定量的精确性。通过测量升高温度后荧光的变化可以帮助降低非特异产 物的影响。由解链曲线来分析产物的均一性有助于分析由SYBR Green得到定量结果。
[0007] 脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein lipase, LPL)全称为三醋酰甘油蛋白脂酰基水解酶 (Triacylglyceroprotein acylhydrolase),是由脂肪细胞、骨豁肌细胞、乳腺细胞及巨· 细胞等实质细胞合成的一种蛋白质水解酶,广泛存在于不同组织中,其中在脂肪细胞和骨 骼肌细胞中含量较高。LPL参与动物脂肪的合成和分解代谢,对脂肪的沉积调控具有十分重 要的作用,因此,对动物LPL基因的mRNA表达水平检测有助于监测其脂肪沉积的过程和解 释其机理。

【发明内容】

[0008] 本发明提供了一种检测脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein lipase, LPL)基因 mRNA表 达水平的特异性引物和荧光定量PCR检测试剂盒。通过大量的实验研宄,我们优化出了一 套能够有效检测不同牛种(包括奶牛、黄牛和牦牛)LPL基因 mRNA表达量的引物和PCR反应 的条件,并组装成LPL基因 mRNA表达检测荧光定量聚合酶链式反应试剂盒,以满足生命科 学、动物医学和动物科学研宄者的检测需要。
[0009] 本发明提供一种检测牛LPL基因 mRNA表达水平的特异性引物,其核苷酸序列为: 上游引物序列为:5' -CCGCAGACAGGATTACAG-3' ; 下游引物序列为:5 ' -AGGAATGAGGTGGCAAGT-3 '。
[0010] 本发明的第二个目的是提供一种牛LPL基因 mRNA表达水平的荧光定量PCR检测 试剂盒,所述试剂盒包括特异性引物,所述特异性引物序列为: 上游引物序列为:5' -CCGCAGACAGGATTACAG-3' ; 下游引物序列为:5 ' -AGGAATGAGGTGGCAAGT-3 '。
[0011] 优选地,所述试剂盒还包括SYBR Green染料。
[0012] 优选地,所述试剂盒还包括阳性对照和阴性对照。
[0013] 进一步地,所述阳性对照的核苷酸序列参见序列表中SEQ ID No. 3。
[0014] 本发明的第三个目的是提供所述试剂盒的使用方法,是以待测cDNA为模板,利用 权利要求1所述的特异性引物和SYBR Green染料进行实时荧光定量PCR,记录Ct值,并以 LPL标准基因作为阳性对照绘制标准曲线,据此标准曲线和Ct值进行定量测定。
[0015] 优选地,所述实时荧光定量PCR的反应条件是:95°C预变性30秒;95°C 5秒, 58. 0°C 20秒,捕捉焚光信号,循环40次。
[0016] 本发明的第四个目的是提供一种牛LPL基因 mRNA表达水平的定量检测方法,是以 待测cDNA为模板,利用权利要求1所述的特异性引物和SYBR Green染料进行实时荧光定 量PCR,记录Ct值,并以LPL标准基因作为阳性对照绘制标准曲线,据此标准曲线和Ct值进 行定量测定。
[0017] 优选地,所述实时荧光定量PCR的反应条件是:95°C预变性30秒;95°C 5秒, 58. 0°C 20秒,捕捉焚光信号,循环40次。
[0018] 本发明的第五个目的是提供上述特异性引物、试剂盒、序列表中SEQ ID No. 3所述 的核苷酸序列在定量检测牛LPL基因 mRNA表达水平中的应用。
[0019] 与现有最好技术相比,本发明的优点在于: 1.本发明实现了简便快捷的定量检测LPL基因 mRNA转录水平的目的,可以监测不同 牛种(包括奶牛、黄牛和牦牛)、不同组织、不同时期的LPL基因的mRNA表达状态。
[0020] 2.本发明在检测基因 mRNA表达水平方面具有灵敏度高、稳定性好、实验成本低的 优点。
[0021] 3.本发明可以监测不同牛种(包括奶牛、黄牛和牦牛)脂肪沉积过程中LPL基因 mRNA表达水平和用于解释其沉积机理,可以鉴定该基因与动物脂肪沉积和肉品质的相关 性。
【附图说明】
[0022] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实 施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中: 图1为LPL基因 mRNA转录水平的荧光检测结果图。其中,A :扩增曲线,横坐标为PCR 循环次数,纵坐标为相对焚光量值(Relative Fluorescence Units,RFU);B:恪解曲线,横 坐标为温度,纵坐标为单位温度下相对荧光值的变化量。
【具体实施方式】
[0023] 以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验 方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自 常规生化试剂商店购买得到的。
[0024] 其中,SYBR Green染料购自宝生物工程(大连)有限公司。
[0025] 实施例1 本发明的LPL基因 mRNA表达水平的荧光定量PCR检测试剂盒由以下组分组成: 2XSYBR GREEN MIX 5mL ; 阳性对照:标准LPL基因模板 500 μ L ; 引物混合液 500 yL; 超纯水 5mL。
[0026] 其中,2X SYBR GREEN MIX 由以下组分组成:Taq DNA 聚合酶 0· I U/μ UdNTPs 底 物 0· 4 mmol /1,、Mg2+ 5. 0 mmol/L、KCl 100 mmol/L、ρΗ8· 3 的 Tris · HCl 20 mmol/L、质量 百分含量为〇. 02%的明胶和SYBR Green染料。
[0027] 引物 混合液:上游引物8 μ mol/L、下游引物8 μ mol/L。其中,上游引物的序列 为:5' -CCGCAGACAGGATTACAG-3', 下游引物的序列为:5' -AGGAATGAGGTGGCAAGT-3'。
[0028] 标准LPL基因模板:浓度为0· 8 μ mol/L,LPL基因模板序列为5'-CCGCAGACAGGAT TACAGGAGGAAAAGATTTTAGAGACATTGAAAGTAAATTTGCTCTCAGGACTCCCGAAGACACAGCTGAGGACACTT GCCACCTCATTCCT-3'。
[0029] 超纯水:纯度超过18. 25 ΜΩ · CM。
[0030] 应用本发明的荧光定量PCR检测试剂盒定量检测牛LPL基因 mRNA表达水平的步 骤如下: (1)按比例配制LPL荧光定量PCR反应液,20 μ L反应体系如下表:
在同一次定量反应中应同时设有阴性对照和阳性对照。
[0031] 其中,阴性对照为超纯水;阳性对照为标准LPL基因模板。
[0032] (2)取 2XSYBR GREEN MIX 1000 μ L、引物混合液 100 μ L、超纯水 800 μ L 充分 混匀,配制1900 μ L的FQ-PCR反应预混液; (3) 充分混匀以上各种液体,将预混液按19 μ L/管分装成100小管,加至荧光定量专用 PCR反应管或者反应板中; (4) 配制以 10E+8/ML、10E+7/ML、10E+6/ML、10E+5/ML、10E+4/ML 等系列稀释度的标准 LPL基因模板5管,每管IOyL; (5) FQ-PCR扩增:在每个装有19 μ L PCR反应预混液的反应管中分别加入1 μ L待测 cDNA,超纯水(阴性对照)或标准LPL基因模板(阳性对照),震荡混勾,瞬时离心后上机到荧 光定量PCR仪(Bio-Rad CFX96TM)中,95°C下预变性30秒,然后按95°C 5秒,58. (TC 20秒 热循环40次,并在58. (TC时检测记录荧光信号,根据该荧光信号制作熔解曲线。PCR扩增 曲线参见图1A,图IA表明LPL基因荧光信号值符合标准的"S"型曲线,熔解曲线(图1B)表 明该荧光定量具有高度的检测专一性。因此,本发明可以准确的测定LPL的表达水平,并具 有高度的特异性,效果很理想,与设计的预期完全一致。
[0033] 其中,待测cDNA的制备方法如下: a、RNA提取过程:采集牛种(黄牛、奶牛或牦牛)的组织,将IOOmg组织在液氮中磨碎,加 入ImL TRIzol,用匀浆仪进行匀浆处理;将匀浆样品在室温(15-30°C)放置5分钟,使核酸 蛋白复合物完全分离;加入〇. 2 mL氯仿,剧烈振荡15秒,室温放置3分钟;4°C 1000 OXg 离心15分钟(样品分为三层:底层为黄色有机相,上层为无色水相和一个中间层);把水相转 移到新管中;加入0. 5 mL异丙醇沉淀水相中的RNA,室温放置10分钟;4°C 10000 X g离心 10分钟,离心后在管侧和管底出现胶状沉淀;移去上清,使用ImL 75 %乙醇洗涤RNA沉淀; 4°C 7000 X g离心5分钟,弃上清;室温放置干燥RNA沉淀;加入25-200 μ 1无 RNase的水 用枪头吸打几次,58°C放置10分钟使RNA溶解,此时得到牛种的RNA溶液。
[0034] b、反转录过程,即获得cDNA的过程:在PCR管中加入50 μ mol/L oligo dT溶液 1.5 yL,10 mmol/L dNTP 混合液 I yL,牛总 RNA 2.5 yL,RNase free dH20 5 yL,混匀,于 65 °C下放置5分钟后,迅速转移至冰上冷却。在上述PCR管中继续加入5XPrime Script? 缓冲液 4 μ L,40 U/μ L RNA 酶抑制剂 0.5 μ L,200 U/μ L Prime Script?反转录酶 1 μ L, RNase free dH20 4.5 yL,混匀,于 30 °C 10 min,42 °C 60 min,70 °C 15 min 条件下处 理。
[0035] (6)PCR反应结束后,读取各个反应的Ct值用以定量分析:以起始模板数的对数为 横坐标,以阳性对照的Ct值为纵坐标制备标准曲线,据此标准曲线和各个标本的Ct值对每 个反应的起始模板数进行定量测定。同时于3%琼脂糖凝胶进行PCR产物电泳,溴乙锭染 色,凝胶成像系统下观察,灰度扫描分析记录各PCR反应的结果。以确定扩增产物的大小, 从而进一步确定扩增的是否是目的基因。
[0036] 由于本发明在设计LPL基因荧光定量引物时,所选择的基因片段在奶牛、黄牛、牦 牛中完全同源,所以使用本发明的特异性引物以及采用本发明的方法能够有效扩增来源于 这些物种的LPL基因,从而检测各个牛种的LPL基因的mRNA表达量。
[0037] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明, 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种检测牛LPL基因mRNA表达水平的特异性引物,其特征在于:所述特异性引物的 核苷酸序列为: 上游引物序列为:5' -CCGCAGACAGGATTACAG-3' ; 下游引物序列为:5 ' -AGGAATGAGGTGGCAAGT-3 '。2. -种牛LPL基因mRNA表达水平的荧光定量PCR检测试剂盒,其特征在于:所述试剂 盒包括特异性引物,所述特异性引物序列为: 上游引物序列为:5' -CCGCAGACAGGATTACAG-3' ; 下游引物序列为:5 ' -AGGAATGAGGTGGCAAGT-3 '。3. 根据权利要求2所述的试剂盒,其特征在于:所述试剂盒还包括SYBRGreen染料。4. 根据权利要求2或3所述的试剂盒,其特征在于:所述试剂盒还包括阳性对照和阴 性对照。5. 根据权利要求4所述的试剂盒,其特征在于:所述阳性对照的核苷酸序列参见序列 表中SEQIDNo. 3。6. 权利要求2-5任一所述的试剂盒的使用方法,其特征在于:是以待测cDNA为模板, 利用权利要求1所述的特异性引物和SYBRGreen染料进行实时荧光定量PCR,记录Ct值, 并以LPL标准基因作为阳性对照绘制标准曲线,据此标准曲线和Ct值进行定量测定。7. 根据权利要求6所述的使用方法,其特征在于:所述实时荧光定量PCR的反应条件 是:95°C预变性30秒;95°C5秒,58.(TC20秒,捕捉荧光信号,循环40次。8. -种牛LPL基因mRNA表达水平的定量检测方法,其特征在于:是以待测cDNA为模 板,利用权利要求1所述的特异性引物和SYBRGreen染料进行实时荧光定量PCR,记录Ct 值,并以LPL标准基因作为阳性对照绘制标准曲线,据此标准曲线和Ct值进行定量测定。9. 根据权利要求8所述的使用方法,其特征在于:所述实时荧光定量PCR的反应条件 是:95°C预变性30秒;95°C5秒,58.(TC20秒,捕捉荧光信号,循环40次。10. 权利要求1所述的特异性引物、权利要求2-5任一所述的试剂盒、序列表中SEQID No. 3所述的核苷酸序列在定量检测牛LPL基因mRNA表达水平中的应用;优选地,所述牛为 黄牛、奶牛和牦牛。
【专利摘要】本发明提供一种检测牛LPL基因mRNA表达水平的特异性引物,其核苷酸序列为:上游引物序列为:5’-CCGCAGACAGGATTACAG-3’;下游引物序列为:5’-AGGAATGAGGTGGCAAGT-3’。本发明还提供相应的检测试剂盒。本发明实现了简便快捷的检测LPL基因转录水平的目的,可以监测不同牛种(包括奶牛、黄牛和牦牛)、不同组织、不同时期的LPL基因的mRNA表达状态。本发明在检测基因mRNA表达水平方面具有灵敏度高、稳定性好、实验成本低的优点。本发明可以监测不同牛种脂肪沉积过程中LPL基因mRNA表达水平和用于解释其沉积机理,可以鉴定该基因与动物脂肪沉积和肉品质的相关性。
【IPC分类】C12N15/11, C12Q1/68
【公开号】CN104894120
【申请号】CN201510306650
【发明人】裴杰, 褚敏, 郭宪, 包鹏甲, 梁春年, 丁学智, 阎萍, 冯瑞林, 王宏博, 朱新书
【申请人】中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月8日

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