福建农业学报27(5):465 ̄469,2012 Fujian Journal of Agricultural Sciences 文章编号:1。08—0384(2012)05--465--05 王晓丰,薛晖,丁正峰,等.草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增检测方法的建立[J].福建农业学报,2012,27(5):465—469- WANG X—F.XUE H,DING Z-F,et a1.Development of a Reverse Transcription Loop—mediated Isothermal Amplification(RT—LAMP) Method for Grass Carp Reovirus EJ].Fujian Journal of Agricultural Sciences,2012,27(5):465—469・ 草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增检测方法的建立 王晓丰 ,薛 晖 .一,丁正峰 ,唐建清 ,夏爱军 。,熊怀生。 (1.江苏省淡水水产研究所,江苏 南京 210017;2.国家大宗淡水鱼类产业技术体系南京综合试验站, 江苏 南京 210017;3.淮安市楚州区水产技术推广站,江苏 淮安 223001) 摘 要:为更加快速、灵敏地检测草鱼呼肠孤病毒(Grass Carp Reovirus,GCRV),建立环介导等温扩增(RT— LAMP)检测方法。根据GenBank中GCRV HZ08等毒株VP6蛋A基因序列设计引物,以GCRV弱毒疫苗株 (GCHV-892)总RNA为模板建立RT—LAMP反应,对扩增产物用性内切酶PvuⅡ进行酶切鉴定,所得酶 切产物大小符合预期值。随后对LAMP反应体系包括Mg 、dNTPs、甜菜碱(betaine)和内外引物浓度比进 行了优化,并以含VP6蛋白基因的重组质粒(pEASY—VP6)为模板考量了该方法的敏感性,结果显示最低检测 限为10 copies・ I ,比RT—PCR检测方法敏感10倍。特异性试验表明与白斑综合征病毒(WSSV)、嗜水气 单胞菌(Aeromonas hydrophila)、病毒性神经坏死病毒(VNNV)无交叉反应。应用RT—LAMP方法检测16份 疑似出血病草鱼,6份病料获得了阳性扩增,与RT—PCR检测结果一致。 关键词:草鱼出血病;呼肠孤病毒;逆转录环介导等温扩增;检测方法 中图分类号:S 917 文献标识码:A Development of a Reverse Transcription Loop-mediated Isothermal Amplification(RT-LAMP) Method for Grass Carp Reovirus WANG Xiao—feng ,XUE Hui ~,DING Zheng—feng ,TANG Jian-qing ~,XIA Ai—jun ”,XIONG Huai—sheng。 (1.Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Province,Nanjing,Jiangsu 210017,China; 2.Nanjing Integrated Station for System of Industrial Technology of National Dominant Freshwater Fishgs,Nnnjing,.1iangsu 210017,China;3.Huai an Chuzhou District Fisheries Technology Extension Station,Huai an,Jiangsu 223001,China) Abstract:A RT—LAMP virus detection method was established for rapid,sensitive detection and early clinical diagnosis of grass carp reovirus(GCRV).Based on the VP6 gene sequences of GCRV strain HZ08 from GenBank, a set of four specific primers was designed,and the total RNA of GCRV attenuated vaccine strain was extracted as template for RT—LAMP reaction.The amplification products were confirmed by PvuⅡrestriction enzyme digestion. Then the LAMP reaction system。including Mg ,dNTPs,betaine,and the concentration ratio of inner to outer primers was optimized.The results of the sensitivity test using recombinant plasmid contained VP6 gene as template showed that the minimum detection limit is 10 copies・L~.a tenth the limit of RT—PCR.No cross—reactivity was observed among white spot syndrome virus(WSSV),Aeromonas hydrophila and viral nervous necrosis virus (VNNV)in RT—LAMP.Sixteen suspected grass carp of hemorrhagic disease were detected by the established assay,and consistent with the RT—PCR result,six samples got positive amplification. Key words:hemorrhage disease of grass carp;reovirus;RT-I AMP;detection method Carp Reovirus, 草鱼呼肠孤病毒(Grass 是水生呼肠孤病毒属中致病力最强的毒株…,具有 GCRV)是我国分离、鉴定的第1 株鱼类病毒,也 高度传染性和致死性,主要危害1龄草鱼种引起出 收稿日期: 2012—03—10初稿;2012—04—06修改稿 作者简介: 王晓丰(1984一),男,硕士,研究实习员,主要从事水产病害研究(E—mail:wangxiaofl983@163.com) 通讯作者: 薛晖(1968一),男,硕士,研究员级高级工程师,主要从事水产病害研究(E—mail:jsxuehui@163.com) 基金项目: 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-46—31) 466 福建农业学报 第27卷 血病,死亡率最高可达9O 以上 ],给水产养殖 业造成了巨大的经济损失。草鱼出血病临床症状和 病理表现复杂多样,基本可以归纳为3种类型,分 别是:红肌肉型、红鳍红鳃盖型和肠炎型[3]。“一 病多症”以及混合其他病原的多重感染更是给疾病 的早期诊断和防控带来了很大的困难,因此,建立 敏感、快速的检测方法显得尤为迫切。 目前用于检测GCRV的方法主要有病毒分 离Ⅲ2]、电镜观察l_4 及RT-PCRl5 等,这些方法具有 准确性好、结果直观等优点,但也存在着操作繁 琐,周期较长,所需仪器昂贵等缺憾,不能满足临 床上快速、敏感的检测要求。日本学者Notomi 等l6 发明的环介导等温扩增(Loop—mediated isothermal amplification,LAMP)检测方法兼具特 异性好、敏感性高及简便易行的优点,已被广泛应 用于各种病原体的检测,如白斑综合征病毒 ]、溶 血性链球菌 ]、弓形虫l_g 等。LAMP的技术原 理 是针对靶基因的6个区域设计4条特异性引 物,利用具有链置换活性的DNA聚合酶在65℃的 恒温条件下保温1 h完成核酸扩增反应,形成一系 列不同长度的茎环结构DNA产物,结果可通过凝 胶电泳或荧光染料显色的方法进行判读。本研究据 此建立了GCRV的LAMP检测方法,并对反应体 系进行了优化,以期能够用于草鱼出血病的临床快 速诊断。 1 材料与方法 1.1参考毒株、菌株与质粒 草鱼出血病弱毒疫苗(GCHV一892株)由珠 江水产研究所提供;对虾白斑综合征病毒 (WSSV)、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和 病毒性神经坏死病毒(VNNV)由本实验室保存; 包含GCHV一892株VP6蛋白基因的重组质粒 pEASY—VP6由本室构建。 1.2 主要试剂 TransZol、反转录试剂盒等购自北京全式金生 物技术有限公司;Bst DNA聚合酶大片段购自纽 英伦生物技术(北京)有限公司;PvuⅡ核酸内切 酶、DNA分子量标准购自生工生物工程(上海) 有限公司。 1.3 引物设计与合成 参考GCRV—HZ08株和HA一2011毒株VP6蛋 白基因序列(登录号GU350746、JN565147),运 用专业LAMP引物设计软件(Primer Explorer V3)在线设计引物并送交上海生物工程技术服务 有限公司合成。引物序列如下: F3:5 一TTGCGTACAATGCTGATGGA一3 ; B3:5'-GCAAAGCACGGTTTGTGG~3 ; FIP(F】c+T4+F2):5 一TAGAGGGCACAGCTG-- TACTGTTTTCGTCGCTGTCCTGCAATC一3 ; BIP(B c+T4+B2):5 一GCCCTATCGCTCTCC:T— GGACTTTTTACCAGGAACGTCCGTGAAT一3 。 在内引物FIP中引入的Pvu1I酶切位点以斜体 加粗显示。 1.4 病毒RNA的提取与反转录 GCRV疫苗冻干品加适量生理盐水溶解,取 300 L按TransZol使用说明提取病毒总RNA。 随后立即进行反转录,反应体系和程序按照试剂盒 说明书操作。 1.5 LAMP预试验及产物酶切鉴定 参考文献[7,10-}建立25 L的LAMP预试 验反应体系,包括:10×ThermoPol反应缓冲液 2.5 FL,10 Fmol・L一 的夕 弓I物F3/B3各0.5 L, 2O tool・L一 的内弓l物FIP/BIP各2 L,10 mol・L 的betaine 4 gL,2.5 mmol・L 的 dNTPs 2 L,8 U・ L 的Bst DNA聚合酶1 FL,以及1 L疫苗毒株的cDNA,以双蒸水补齐。 反应程序是65℃保温l h,继续85。C 5 min,结束 反应后取5“L在2 琼脂糖凝胶上进行电泳。 为验证LAMP扩增产物的特异性,用性 内切酶PvuⅡ对扩增产物进行酶切。酶切体系20 肚L,包括:10×Buffer G 2/,L,I AMP产物5 ttL,Pvu lI酶1 L,ddH:O 12 L。酶切反应在 37℃温浴4 h,结束反应后取5 L在5 琼脂糖凝 胶上进行电泳。 1.6 LAMP反应体系的优化 优化体系采取设定某一组分的不同浓度梯度, 而其余组分则为固定值的策略。试验中分别对 Mg抖、dNTPs、betaine浓度和内外引物浓度比设 置了不同的梯度进行反应,结束反应后通过凝胶电 泳观察各组分的最佳反应浓度。Mg 浓度设置了 0、1、3、5、7、9 mmol・L 共6个梯度; dNTPs浓度设置了0.2、0.6、1.0、1.4、1.8 mmol・L 共5个梯度;betaine浓度设置了0.4、 0.8、1.2、1.6、2.0 mol・L 共5个梯度;在固 定外引物浓度为0.2 Fmol・L 的条件下,内外引 物浓度比设置了1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、 1:12共6个梯度。 1.7敏感性试验 用分光光度计定量质粒pEASY—VP6的浓度, 第5期 王晓丰等:草鱼呼肠孤病毒逆转录环介导等温扩增检测方法的建立469 的基础上,设置不同的内、外引物浓度梯度,发现在 1:8时扩增效率高,电泳图谱较清晰,同时引物用 量少。因此,经过优化后的最佳反应体系组成是: 10×ThermoPol反应缓冲液2.5 L,10/.tmol・L-1 的外引物F3/B3各0.5 L,20 mo1.L 的内引 物FIP/BIP各2 L,10 mol・L 的betaine 4 L, 25 mmol・L 的MgC12 1肚L,2.5 mmol・L 的 dNTPs 6 L,8 U・ L-1的Bst DNA聚合酶1 L, 模板eDNA 1 L,以双蒸水补齐至25 L。 由于GCRV基因组是分节段的,因而造成不 同病毒毒株的复杂性和高度可变性[1]。检索 GenBank上已公布的GcRV毒株VP6基因并进行 多序列比较分析,进化关系明显归为2类:HZ08 和GD108毒株为一类,GCRV一873、875、876和 991等毒株为另一类。在之前建立草鱼出血病RT- PCR检测方法的过程中,曾参照GCRV-873、875 等毒株的VP6基因序列设计引物来扩增GCHV一 892毒株,但一直未能有阳性结果;而后参照 HZ08毒株VP6基因设计的引物则获得了阳性扩 增。扩增产物经克隆后测序,结果与HZ08毒株的 序列相似性为97 ,因此GCHV-892毒株的VP6 基因应与HZ08株归为1类。运用所建立的RT— LAMP方法检测采集自江苏淮安、镇江、扬州等 地区的16份草鱼病样,有6份病料获得了阳性扩 增,对另外的10份阴性样品采用文献E5-1的引物和 方法依然未能获得阳性结果。LAMP技术具有高 度特异性,能从仅相差1个核苷酸的基因标本中, 找出相应的靶序列进行扩增[1 ,因此本研究建立 的草鱼出血病RT—LAMP检测方法只适用于和 HZ08毒株VP6基因属同一类型的草鱼呼肠孤病 毒检测。综上,说明目前在江苏境内流行的草鱼呼 肠孤病毒株与HZ08毒株亲缘关系相近,本实验室 先前测序的HA一2011毒株VP6基因部分序列与 HZ08毒株有99 的相似性也证明了这一点。回访 调查明确养殖场并未有过免疫,可排除检测阳性毒 株属于疫苗毒的可能,鉴于HA-2011毒株与疫苗 毒株极大的序列相似性,因此疫苗免疫将有可能预 防该病的进一步流行。 参考文献: [1]肖雪,颜其贵,欧洋,等.草鱼呼肠孤病毒的研究进展[J]. 水利渔业,2006,26(5):106—109. 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