马铃薯x病毒rt-lamp检测试剂盒及检测方法
【专利摘要】一种马铃薯X病毒RT?LAMP检测试剂盒及检测方法，所述检测方法包括以下步骤：S1使用由二甲基亚砜和1M Tris?HCl pH7.5构成的快速提取液，从待测样品中提取总RNA，并作为RNA模板；S2使用设计的上游引物、下游引物及环引物，构建RT?LAMP反应体系；S3将所述RT?LAMP反应体系，置于61℃水域中，反应60分钟，得到反应液；S4对所述反应液进行检测。
【专利说明】
马铃薯X病毒RT-LAMP检测试剂盒及检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种马铃薯X病毒RT-LAMP检测试剂盒及检测方法，具体涉及马铃薯X 病毒属马铃薯X病毒(Potato virus X，PVX)RT-LAMP引物组的筛选，PVX RT-LAMP检测试剂 盒的应用。
【背景技术】
[0002]马铃薯X病毒（PVX)是马铃薯X病毒属的代表种，为正单链RNA病毒，病毒全长约 6.4kb，主要侵染烟草、番茄、马铃薯等茄科作物，在作物上部叶片产生轻花叶，是这些作物 上的主要病毒之一。PVX主要通过接触、种薯等方式传播。PVX与马铃薯Y病毒属病毒间有协 生作用，一旦复合侵染会引起寄主的严重症状，导致大量减产甚至绝收。
[0003] 环介导的等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是根 据目的基因的6个特异区域，设计4-6条特异性引物，利用Bst DNA聚合酶在60~65°C等温条 件下特异地扩增目的基因。LAMP扩增反应可在60分钟之内完成，其扩增产物是和靶标反向 重复的茎环结构以及多环的菜花样结构，反应过程中产生大量焦磷酸根离子，并形成焦磷 酸镁白色沉淀。LAMP方法可以通过多种方法判断结果，如反应后体系内是否存在白色沉淀 物、电泳结果是否具有梯状条带、加入SYBR GreenI是否变成绿色等，具有检测灵敏度高，检 测方法简单快速、仪器要求不高等特点。然而就引物设计方面，目前报道的文献多是以在线 方式(Primer Explore)设计引物，应用范围受到限制，根据LAMP原理自行设计多组引物组， 通过实验结果选取最适引物组，构建LAMP检测方法，这样将会大大增加 LAMP的适用范围，具 有更为广泛的应用前景。
[0004] 自LAMP技术建立以来，该技术已经广泛应用于对病菌、寄生虫等的检测，近年来在 动物病毒的检测研究中逐渐推广起来，然而对于植物病毒如马铃薯X病毒还没有相应的检 测试剂盒的报道，因此开发一种针对马铃薯X病毒的RT-LAMP试剂盒具有重要的应用价值。
【发明内容】
[0005] PVX 检测主要有 0了81八』1^八、1?1'-?〇?、1?1'-1168七6(1?〇?、代31-^1116 1?1'-?〇?等方法。 DTBIA灵敏度较低；而RT-PCR、RT-nested PCR和real-time RT-PCR核酸检测技术需要昂贵 的专业仪器，且核酸扩增的时间较长。
[0006] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种快速马铃薯X病毒RT-LAMP检测方法。本发明人在坚持不懈的努力之下，发明了一种快速提取RNA待测样品的方 法，并结合自己设计的引物，使用RT-LAMP检测方法，能够快速有效地检测出马铃薯X病毒。
[0007] 本发明提供
[0008] (1) 一种马铃薯X病毒RT-LAMP检测试剂盒，其特征在于，包括RT-LAMP引物，所述 RT-LAMP引物为：
[0009]
Ο
[0010] (2)如（1)所述的试剂盒，还包括马铃薯X病毒的RNA的快速提取液，所述快速提取 液由二甲基亚砜、和1M Tris-HCl(pH7.5)构成。
[0011] (3)如(2)所述的试剂盒，其中，所述二甲基亚砜的体积浓度为2~10%。
[0012] 本发明还提供如下检测马铃薯X病毒的方法，
[0013] (4) 一种马铃薯X病毒RT-LAMP检测方法，其特征在于，包括以下步骤
[0014] S1使用由二甲基亚砜和1M Tris-HCl(pH7.5)构成的快速提取液，从待测样品中提 取总RNA，并作为RNA模板；
[0015] S2使用如（1)所述试剂盒，构建RT-LAMP反应体系，所述反应体系为20yL，包括:2X 反应缓冲液(1?〇1(^1^，酶溶液化]\〇0.841^，40?111〇1/^上游引物卩1?0.841^，40?111〇1/^上游引 物BIP 0.8yL，10pmolAxL下游引物F3 0.4yL，10pmolAxL下游引物B3 0.4yL，浓度均为 20pmolAiL的环引物LB 0 · 8yL，RNA模板 1 · 6yL，及去离子水(DW) 4 · 4yL;
[0016] S3将所述RT-LAMP反应体系，置于61°C水域中，反应60分钟，得到反应液；
[0017] S4对所述反应液进行检测。
[0018] (5)如(4)所述的RT-LAMP检测方法，其中，所述二甲基亚砜的体积浓度为2~10 %。
[0019] (6)如(4)所述的RT-LAMP检测方法，其中所述S4步骤中是在所述反应液中加入加 入钙黄绿素荧光染料，通过反应管内所产生的颜色变化判断检测结果。
[0020] 本发明根据PVX的基因序列设计RT-LAMP引物，通过实验最终建立了 PVX的RT-LAMP 检测方法，为PVX的检测提供了 一种快速高效、特异灵敏的新方法，灵敏度高，比普通RT-PCR 灵敏度高10倍;并可通过肉眼观察浊度或颜色反应直接进行结果判断。该方法适用于现场 PVX的快速检测，尤其是根据本发明的马铃薯X病毒的RNA的快速提取液，能够降低成本并快 速地获取待测样品的RNA模板。本研究的目的就是研制该病毒的快速高效、灵敏特异的检测 技术，与以往研究的方法形成一个不同层次的检测体系，使检测人员根据不同条件和目的 可以进行广泛有效的选择，为马铃薯检验检疫、种薯认证及生产田的病害监测提供有效的 技术支持。
【附图说明】
[0021] 图1 RT-LAMP反应体系中，以本发明的RNA提取方法2提取的总RNA为模板，本发明 设计的4组引物反应后，反应液的凝胶电泳图。
[0022]图2最佳反应温度扩增曲线。
[0023]图3特异性实验中扩增曲线结果。
[0024]图4特异性试验中颜色反应结果。
【具体实施方式】
[0025] 为解决上述技术问题，设计4套用于检测PVX的引物组，包括引物组1的正向外引物 F3-1的序列为SEQ ID N0.1，反向外引物B3-1的序列为SEQ ID勵.2;正向内引物？1?-1的序 列为SEQIDN0.3，反向内引物BIP-l的序列为SEQIDN0.4;引物组2的正向外引物F3-2的 序列为SEQIDN0.5，反向外引物B3-2的序列为SEQIDN0.6 ;正向内引物FIP-2的序列为 SEQIDN0.7，反向内引物BIP-2的序列为SEQIDN0.8;引物组3的正向外引物F3-3的序列 为SEQIDN0.9，反向外引物B3-3的序列为SEQIDN0.10 ;正向内引物FIP-3的序列为SEQ IDN0.11，反向内引物BIP-3的序列为SEQIDN0.12;引物组4的正向外引物F3-4的序列为 SEQIDN0.13，反向外引物B3-4的序列为SEQIDN0.14;正向内引物FIP-4的序列为SEQID N0.15，反向内引物BIP-4的序列为SEQIDN0.16，以及环引物LB，具体序列见表1。
[0026] 表1引物序列
[0027]
[0028] Loopamp RNA扩增反应试剂盒、Loopamp反应管、Loopamp FD焚光检测试剂购自日 本荣研化学株式会社，RNA提取试剂盒购自北京百泰克生物技术有限公司，其他试剂均为常 规分析纯试剂。采用日本荣研化学株式会社生产的LA-320C实时浊度仪。
[0029]试验例1核酸提取
[0030] 分别称取感染PVX病毒或未感染的（对照用）的马铃薯叶片O.lg，或者用镊子获取 相当于〇.lg大小的马铃薯叶片作为实验用材料。
[0031] RNA提取方法1:使用RNA快速提取试剂盒（离心柱型）提取样品总RNA，具体操作按 试剂盒说明进行。本试验具体使用了QIAGEN Rneasy Mini kit提取RNA，也可以采取其它试 剂盒进行提取，或者通常实验室提取方法提取RNA。
[0032] RNA提取方法2:采用本发明的试剂盒，更加快速简便地提取RNA粗提液。具体是用 镊子取马铃薯叶片约〇. lg，迅速置于研砵中，研砵中预先加入含有2~10 %二甲基亚砜的1M Tr i s-HCl (pH7.5) 5mL，并迅速研磨3min，然后静置2min，取1.6yL作为RNA模板。所述镊子、研 砵、研磨棒及其它试验用具需要在DEPC水中浸泡12小时后，150度烘烤6小时，然后取出放置 于4°C冷藏备用。含有2~10%二甲基亚砜的1M Tris-HCl(pH7.5)为事先配好，高温高压消 毒处理后，放置于4°C冷藏备用。移液抢的枪头以及各种反应管均使用RNA酶free产品。 [0033]试验例2RT-LAMP体系的建立及优化
[0034] RT-LAMP反应体系按照Loopamp RNA扩增试剂盒说明，反应体系为20yL，包括：2X 反应缓冲液(RM) 1 OyL，酶溶液(EM) 0 · 8yL，40pmo 1 /yL 引物FIP 0 · 8yL，40pmo 1ΛΛ BIP0 · 8yL， lOpmol/yL F3 0.4yL，10pmolAxL B3 0.4yL，LB(浓度均为20pmolAiL)0.8yL，RNA模板 1·6μ L，及去离子水(DW)4.4yL。反应温度分别设为59、61、63和65°(：，反应时间为6〇11^11。扩增反应 在实时浊度仪上进行，根据60min内出现扩增曲线的最短时间确定最佳反应温度。
[0035]马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)、黄瓜花叶病毒(CMV)、烟草脉带花叶病毒 (TVBMV)及阴性对照(NC)的总RNA和水(作为空白对照，用BC表示)为模板进行RT-LAMP反应， 体系中同时加入l.〇yL钙黄绿素荧光染料（即Loopamp Π )荧光检测试剂），验证该方法的特 异性。
[0036] RT-LAMP扩增产物（1)实时扩增曲线检测:扩增进行时，如果有产物出现，反应液会 产生一定的浊度；浊度仪会将浊度信号收集，以扩增曲线的形式反映，从而对结果进行判 断。（2)染料颜色反应检测:在LAMP反应体系中加入lyL Loopamp FD试剂，反应结束后，肉眼 观察反应液的荧光颜色反应。显绿色判断为阳性反应;若显橙色判断为阴性反应。
[0037]结果与分析
[0038] 1. RNA提取方法的确定
[0039] 分别配制二甲基亚砜浓度为2%、4%、6%、8%、10%的謂1^8-!1(：1(?!17.5)溶液， 配制方法为在l〇〇mL的容量瓶中，加入10g二甲基亚砜，然后加入已经配好的1M Tris-HCl (PH7.5)并定容，得到二甲基亚砜浓度10%的1M Tris-HCl(pH7.5)溶液。其它浓度可使用1M Tris-HCl(pH7.5)进行稀释，也可以重新配制。跟RNA提取方法2进行提取，并使用分光光度 计测量A260和A280的值，计算A260/A280比值，Rneasy Mini kit提取RNA作为阳性对照，其 结果见表2。
[0040] 表2不同方法得到的RNA溶液的A260/A280比值
[0041]
[0042] 因此，本实施例中均使用二甲基亚砜浓度为8%的1M Tris-HCl(pH7.5)溶液提取 样品RNA，但这并不限定于该浓度，本领域技术人员应该理解，其它浓度的溶液所提取到的 RNA同样可以用于本发明的检测，并取得同样检测效果。
[0043] 2.最佳引物组的确定
[0044]分别以RNA提取方法1和RNA提取方法2得到的RNA粗提液为模板，使用表1中4个引 物组，加入到试验例2中的RT-LAMP反应体系，反应温度设为61°C，反应60分钟。结果无论是 明P种方法提取的RNA作为模板，引物组3扩增的梯状条带最清晰、最亮，因此选用引物组3为 最佳引物组，图1显示的是RNA提取方法2得到的RNA粗提液为模板得到的结果，图1中符号Μ 是标记；1至4分别表示第1至4引物组。
[0045] 3.最佳反应温度的确定
[0046]以RNA提取方法2得到的总RNA为模板，进行RT-LAMP反应，实时浊度仪输出的扩增 时间曲线结果如图2。由图中曲线可以看出，RT-LAMP在59、61、63和65°C的反应温度下，分别 在约40、32、42和48min时产生了扩增曲线。根据现场检测时间尽可能短的要求，确定61°C为 最佳反应温度。
[0047] 4 .RT-LAMP特异性实验
[0048] 马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)、黄瓜花叶病毒(CMV)、烟草脉带花叶病毒 (TVBMV)阳性材料及健康马铃薯叶片（阴性对照，用NC表示)为临沂大学生物试验中心保存 的标本，从_30°C冰箱中取出这些标本，直接用镊子取出约0. lg叶片，按照本发明的RNA提取 方法2得到总RNA。以总RNA为模板进行RT-LAMP反应，温度为61°C，时间为60min。体系中加入 钙黄绿素荧光染料以使得反应结束后可以通过反应管内所产生的颜色变化判断是否扩增， 结果如图3所示。由图3可以看出，只有PVX能够检测到扩增曲线，其他样品在反应时间内都 未检测到扩增曲线。反应结束后，加入PVX总RNA的反应管显绿色，判断为阳性;而其他反应 管均显橙色，判断为阴性，结果如图4所示。扩增曲线结果与颜色反应的结果一致，表明本研 究所建立的RT-LAMP检测方法具有高度的特异性，检测结果十分准确。
[0049] 本发明在建立PVX的RT-LAMP检测方法过程中，采用了日本Eiken Chemical公司研 发配制的Loopamp RNA扩增试剂盒，简化了实验反应前的准备工作，同时保证了实验的质 量。在结果分析方面，研究使用了LA-320C实时浊度仪，可对实验结果定量分析。另外，通过 在RT-LAMP反应体系中加入试剂盒配套的钙黄绿素荧光染料，使得不开盖也可观察到反应 所产生的颜色变化，避免了二次污染，保证了结果的准确性。另外，使用本发明的RNA快速提 取液，可以在现场快速检测，并现场得到结果，而不需要进入实验室使用Rneasy Mini kit 提取RNA。本发明的RNA快速提取液中含有2~10 %二甲基亚砜，虽然在本发明中能够快速提 取PVX病毒RNA的机理还不明确，但是根据分析，由于其具有高极性，能够使PVX病毒RNA快速 释放，并在RNA分解前加入到RT-LAMP反应体系，从而能够顺利作为模板，进行RT-LAMP扩增。 该机理将在今后的试验中作进一步的阐明。
[0050] 在建立针对某种病毒LAMP检测方法时，最重要的是特异引物的设计，而引物是否 特异决定于所选序列的比对结果是否特异。因此，一定要在引物设计的前期做好充足的准 备工作，利用序列分析软件将目的序列筛选好，然后将序列进行手动处理后再上传至引物 设计服务器设计引物，才能够得到较为理想的引物组。在进行结果检测方面，若有条件尽量 使用实时浊度仪，可以对结果进行定量分析，保证结果的准确性;同时，在进行结果检测时， 一定尽量避免开盖检测，防止产生二次污染导致假阳性结果出现。
【主权项】
1. 一种马铃薯X病毒RT-LAMP检测试剂盒，其特征在于，包括RT-LAMP引物，所述RT-LAMP 引物为： 上游外引物FIP序列SEQ ID N0.11; 上游内引物BIP序列SEQ ID N0.12; 下游外引物F3序列SEQ ID NO.9; 下游外引物B3序列SEQ ID NO. 10; 以及环引物LB序列SEQ ID NO. 17。2. 如权利要求1所述的试剂盒，还包括马铃薯X病毒的RNA的快速提取液， 所述快速提取液由二甲基亚砜和1M Tris-HCl pH7.5构成。3. 如权利要求2所述的试剂盒，其中，所述二甲基亚砜的体积浓度为2~10 %。4. 一种马铃薯X病毒RT-LAMP检测方法，其特征在于，包括以下步骤 S1使用由二甲基亚砜和1M Tris-HCl pH7.5构成的快速提取液，从待测样品中提取总 RNA，并作为RNA模板； S2使用如权利要求1所述试剂盒，构建RT-LAMP反应体系，所述反应体系为20yL，包括:2 X反应缓冲液10yL，酶溶液0 · 8yL，40pmolAxL上游引物FIP 0 · 8yL，40pmolAxL上游引物BIP 0 · 8yL，1 Opmol/VL下游引物F3 0 · 4yL，lOpmo Ι/yL下游引物B3 0 · 4yL，20pmo Ι/yL环引物LB 0.8以1^，1?嫩模板1.6以1^及去离子水4.441^ S3将所述RT-LAMP反应体系，置于61°C水域中，反应60分钟，得到反应液； S4对所述反应液进行检测。5. 如权利要求4所述的RT-LAMP检测方法，其中，所述二甲基亚砜的体积浓度为2~ 10%〇6. 如权利要求4所述的RT-LAMP检测方法，其中，所述S4步骤中是在所述反应液中加入 加入钙黄绿素荧光染料，通过反应管内所产生的颜色变化判断检测结果。
【文档编号】C12R1/94GK105936947SQ201610489937
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】王莹
【申请人】临沂大学