方案摘要:牛出血性败血症是由多杀性巴氏杆菌引起的一种急性、热性、高度接触性畜禽传染病,对养牛业造成严重经济损失,快速、精准的病原检测与分型是该病防控的关键。本实验将Pipetty系列电动移液器应用于牛出血性败血症多重聚合酶链式反应(多重PCR)检测全过程,通过精准、稳定的移液操作,完成样本DNA模板制备、PCR反应体系配制、电泳上样等核心步骤。相较于传统手动移液器,Pipetty电动移液器可有效提升微量试剂、样本移液的精确度与重复性,降低人为操作误差,提高PCR检测结果的稳定性与可靠性,适用于临床牛出血性败血症快速检测、流行病学调查及病原分型研究。
方案详情:
一、实验原理
牛出血性败血症的致病菌为多杀性巴氏杆菌,不同荚膜型菌株的致病性、流行特征存在显著差异,其中A、B、D、E型为牛群主要流行血清型。多重PCR技术可在同一反应体系中加入多对特异性引物,同时扩增多个靶基因片段,实现单次反应完成病原鉴定与血清分型。
二、实验准备
1、设配和材料
除微生物实验室常规灭菌及培养设备外,其他设备和材料如下:
① Pipetty电动移液器MSIC01-03-20,MSIC01-03-250,MSIC01-03-1000;
② PCR 扩增仪;
③ 高速微型离心机;
④ 稳压稳流电泳仪;
⑤ 水平电泳槽;
⑥ 凝胶成像仪。
2、主要试剂
① PCR 试剂:TaqDNA 聚合酶、2.5 mmol/L 的 dNTPs 预混液、10×PCR 缓冲液;
② TAE 电泳缓冲液:50×TAE;
③ 溴酚蓝缓冲液(商品化试剂)。
④ 2% 琼脂糖凝胶。
⑤ DNA 分子质量标准(DNA Marker)。
⑥ 阳性对照质粒;
⑦ 引物序列按照表 2。
三、实验步骤
1、从平板上选择单个菌落,用灭菌接种环,接种至 200 μL 生理盐水中,煮沸 10 min,冰上冷却 3 min~ 5 min,12000 r/min 离心 30 s,取 2 µL 上清液作为 DNA 模板用于 PCR 扩增(约 0.1 µg/µL),或使用商品化的 DNA 提取试剂盒提取 DNA 作为模板 。 提取的基因组 DNA,应立即进行PCR 反应或置-20 ℃保存备用。
2、使用Pipetty电动移液器,配制 25 μL 反应体系,并将试剂提前预混,然后设置连续分液模式,快速加入到孔板中。
——2.5 μL的10×PCR Buffer;
——5 μL的dNTPs(2.5 mmol/L);
——0.25μL的 TaqDNA 聚合酶(5 U/μL);
——1 μL的Pm荚膜 A型/B型/D 型/E型/F 型的分型特异性引物F(20 μmol/L);
——1 μL的Pm 荚膜 A 型/B 型/D 型/E 型/F 型的分型特异性引物 R(20 μmol/L);
——1 μL的KMT1T7(20 μmol/L);
——1 μL的KMT1SP6(20 μmol/L);
——100 ng的提取样本的 DNA 模板;
——补足双蒸水至 25 μL。
3、加样完成后,4 000 r/min 离心 20 s 后,置 PCR 扩增仪内进行扩增。
4、进行巴氏杆菌种属鉴定时,阳性对照以携带巴氏杆菌属鉴定靶基因质粒作为模板;进行分型鉴定时,分别以携带 5 种多杀性巴氏杆菌靶基因质粒作为模板。阴性对照均为不含 DNA 的反应体系。
5、PCR 反应程序。94 ℃ 3 min 预变性;94 ℃变性 30 s,54 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 1 min,进行35 个循环的扩增;72 ℃再延伸 10 min,4 ℃保存。在退火温度不改变的情况下,也可根据商品化的PCR 扩增试剂盒中建议的反应程序进行扩增。
6、使用Pipetty电动移液器,吸取10 μLPCR产物与适量溴酚蓝缓冲液,自动混匀,再加样2% 琼脂糖凝胶,连续分液模式,等量加入7 μL/孔,同时,设定 2 kb DNA ladder 标准分子质量标准,120 V 稳压电泳 40 min。置于凝胶成像仪上,观察条带。
四、试验成立条件
阳性对照出现约 457 bp 扩增条带且阴性对照不出现条带,试验成立。
五、结果判定
1、出现 457 bp 左右的目的片段(与阳性对照大小相符),判为多杀性巴氏杆菌核酸阳性;未出现目的片段,判为多杀性巴氏杆菌核酸阴性。
2、同时出现约 457 bp、564 bp 共 2 条扩增条带,判为荚膜 A 型多杀性巴氏杆菌核酸阳性。
3、同时出现约 457 bp、760 bp 共 2 条扩增条带,判为荚膜 B 型多杀性巴氏杆菌核酸阳性。
4、同时出现约 457 bp、657 bp 共 2 条扩增条带,判为荚膜 D 型多杀性巴氏杆菌核酸阳性。
5、同时出现约 457 bp、511 bp 共 2 条扩增条带,判为荚膜 E 型多杀性巴氏杆菌核酸阳性。