基因型鉴定是确定小鼠基因型最常见的方法,也是所有实验的基础,小鼠基因型鉴定或者判断出现问题,直接会影响后续实验结果和表型。
本身基因型鉴定并不难,步骤简单,但是不少人在其中反复踩坑:无条带、杂带多、条带拖尾、阴性污染、分型不准!绝大多数实验失败,都集中在DNA提取、PCR体系、PCR程序、电泳操作四个核心环节。今天把所有高频问题+成因+整改方案,按实验流程归类整理,条理清晰、直接对标实操,直接确定问题出现在哪里,以及如何调整。
一、DNA提取——模板质量问题
核心问题表现
扩增无条带、条带弱或过强,条带模糊拖尾、分型结果不稳定、重复性差
问题成因
- 样本处理不到位:组织/细胞裂解不充分,DNA释放量不足,导致模板浓度偏低;
- DNA纯度不达标:样本残留蛋白、多糖、盐离子等杂质,抑制PCR扩增反应;
- 模板降解严重:样本反复冻融、室温放置过久,破坏DNA完整性;
- DNA洗脱不完全,有效模板含量低,无法支撑正常扩增。
对应调整方案
- 规范样本前处理,充分裂解组织与细胞,保证DNA完全释放,提升模板基础浓度,一般建议将模板浓度控制在50-100ng/µl进行PCR扩增;
- 提取后检测DNA质量,严格把控OD260/280在1.8-2.0区间,剔除纯度差、严重降解的不合格模板;
- DNA样本分装保存,短期4℃暂存、长期-20℃冷藏,杜绝反复冻融损坏模板;长时间放置的样本可能因保存不当,出现问题。
图1. DNA模板质量不高,浓度不均一,导致条带深浅不一
图2. DNA模板浓度过高,条带过强
二、PCR体系——配比/试剂/污染问题
核心问题表现
无目的条带、杂带乱飞、非特异性扩增、阴性对照出条带、分型不准
问题成因
- 试剂失效:引物、PCR酶、模板反复冻融,活性下降、降解失效,导致扩增失败;
- 体系配比失衡:镁离子浓度过高引发非特异性扩增,各组分比例不当影响扩增效率;
- 引物质量问题:引物特异性差、存在自身互补、易形成二聚体,产生大量杂带;
- 全程污染:试剂、无菌耗材、实验台面、移液器残留核酸,导致阴性对照出条带;
- 模板上样浓度过高,加剧杂质干扰和非特异性结合。
对应调整方案
- 现配现用PCR体系,定期更换新批次引物、酶、模板,避免试剂失效;
- 优化引物,避开基因组重复序列、同源序列,避免引物二聚体形成,提升扩增特异性;
- 严格分区操作,定期消杀台面、移液器,彻底杜绝核酸气溶胶污染;
- 根据模板纯度适当稀释DNA,避免浓度过高引发扩增异常。
图3. 引物质量不佳、导致自身互补,形成二聚体
图4. 体系污染,H2O中有目的条带
三、PCR程序环节——参数设置问题
核心问题表现
扩增无条带、杂带过多、条带亮度不均、实验重复性差
问题成因
- 退火温度不适:温度过高,引物无法结合模板导致无扩增;温度过低,引物随机结合产生大量杂带;
- 延伸时间不足:无法完整扩增长片段目的基因,导致条带微弱或无条带;
- 循环数不合理,扩增不充分或过度扩增引发条带异常。
对应调整方案
- 采用梯度PCR摸索最佳退火温度,精准匹配引物与模板结合条件,平衡扩增效率与特异性;
- 根据目的片段长度以及使用的PCR酶合理调整延伸时间,保证目的基因完整扩增;
- 增设阳性,阴性对照、样本复孔,对可疑扩增结果重复验证,避免结果误判。
图5. 退火温度影响特异性条带
四、电泳环节——条带判型问题
核心问题表现
条带模糊、严重拖尾、条带弥散、无法精准判型
问题成因
- 凝胶浓度配比不合理,与目的片段大小不匹配,导致条带分离效果差,凝胶未充分混匀、煮沸、静置凝固,造成条带不一或拖尾;
- 电泳液使用过久,效果不佳,电泳参数异常:电压过高、电泳时间过长,造成条带拖尾、弥散;
- 上样量过大,样本过载,条带挤压模糊、边缘弥散;
- PCR产物室温放置过久,出现降解,导致条带微弱、模糊。
对应调整方案
- 根据目的片段分子量大小,精准搭配琼脂糖凝胶浓度,提升条带分离度,一般建议琼脂糖凝胶浓度在2%~3%,琼脂糖要彻底煮沸溶解至澄清透明,室温静置充分凝固;
- 电泳液现配现用,统一固定电泳电压、电泳时间,标准化电泳操作,避免参数波动影响条带形态,一般为120V,30min;
- 严格控制上样量,杜绝上样过载,保证条带清晰规整;
- PCR产物现配现跑,避免室温久放降解,保障条带完整性。
图6. 琼脂糖凝胶浓度偏低,条带无法完全分开
图7. 琼脂糖凝胶质量和电泳程序不佳,marker和样品均出现严重拖带
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