傳染性胰臟壞死病毒逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法（RT-PCR）的研究

吳 斌，肇慧君，李 葉，胡曉利

（1.遼寧出入境檢驗檢疫局，遼寧大連 116001；2.江蘇洋河酒廠，江蘇宿遷 223725 ）

傳染性胰臟壞死病毒（Infectious pancreatic necrosis virus，IPNV）是一種經(jīng)濟上非常重要的魚病原體，在幼大馬哈魚中能夠引起及其嚴(yán)重的感染，導(dǎo)致高的死亡率。最初只在北美及歐洲的一些國家流行，近年來隨著水生動物進口貿(mào)易的增加，傳染性胰臟壞死病已傳入我國并在一些地區(qū)流行，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。

RT-PCR是針對RNA病毒的一種檢測方法，目前發(fā)展已非常成熟，證實是一種快速、準(zhǔn)確、靈敏和方便的方法[1]。本文針對IPNV A片段VP5基因和VP3基因分別設(shè)計了兩對特異性引物，同時優(yōu)化了反應(yīng)體系和反應(yīng)條件。最終用優(yōu)化好的反應(yīng)條件對從人工感染的斑馬病魚中提取的核酸進行擴增，分別擴增出了224 bp和206 bp的目的條帶。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 毒株與細(xì)胞 IPNV毒株、CHSE-214（大鱗大麻哈魚胚胎細(xì)胞系）、EPC（鯉魚上皮瘤細(xì)胞）、FHM（鯉魚上皮細(xì)胞）凍存細(xì)胞由本室保存提供。

1.1.2 主要試劑 胎牛血清購自杭州四季青生物公司；M199購自GIBCO公司；Taq DNA聚合酶、dNTP、DEPC、逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA片段純化試劑盒、PCR產(chǎn)物克隆用載體、DNA Marker均購自大連寶生物工程公司；凝膠回收試劑盒和質(zhì)粒提取試劑盒購自O(shè)MEGA公司。

1.1.3 引物序列 根據(jù)測序結(jié)果，使用Primer Premier 5.0 軟件設(shè)計2對RT-PCR引物（表1）。并通過NCBI數(shù)據(jù)庫進行BLAST驗證引物序列特異性后，由大連寶生物工程有限公司合成。

表1 本試驗設(shè)計IPNV的兩對引物

1.2 方法

1.2.1 反轉(zhuǎn)錄條件優(yōu)化 在PCR管中加入RNA模板 5 μL、5 μL 的 5倍逆轉(zhuǎn)錄酶濃縮緩沖液、2 μL dNTP、0.5 μL RNA酶抑制劑（20U）、1 μL逆轉(zhuǎn)錄酶AMV（10IU），加 DEPC 水至 25 μL[2]。42 ℃ 60 min反應(yīng)，合成模板cDNA。

1.2.2 PCR擴增反應(yīng)條件優(yōu)化 用引物F1和R1時，本試驗采用兩步法進行擴增，而用引物F2和R2時，則采用一步法進行擴增，并對dNTP、Mg2+和引物的濃度進行優(yōu)化[3]，試劑配方分別為：

F1/R1：10×PCR Buffer 4.0 μL，dNTPs Mixture 3.0 μL，MgCl2（25mM） 2.5 μL，TaqPolymerase 0.5 μL，IPNV-F1（20 pmol/μL）1.5 μL，IPNV-R1（20 pmol/μL）1.5 μL，cDNA 5.0 μL，ddH2O 32.0 μL，總計 50.0 μL；

F2/R2：10×E×Buffer 5.0 μL，MgCl2（25mM）3.0 μL，dNTPs Mixture 4.0 μL，E×Taq E 0.5 μL，IPNV-F2（20 pmol/μL） 2.5 μL，IPNV-R2（20 pmol/μL） 2.5 μL，AMV（5 u/μL） 1.0 μL，RNaSin（40 u/μL）0.25 μL，RNA 5.0 μL，ddH2O 26.25 μL，總計 50 μL。1.2.3 RT-PCR特異性試驗 采用優(yōu)化后的反應(yīng)體系和擴增條件，用IPNV的引物對IPNV、IHNV、SVCV、VHSV和ISA的RNA進行RT-PCR檢測，確定方法特異性。

1.2.4 RT-PCR的靈敏度試驗 取200 μL病毒懸液，提取RNA[4]，然后對RNA進行10倍系列稀釋，每個稀釋度進行RT-PCR，以檢測方法的靈敏度。

2 結(jié)果與討論

2.1 RT-PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化

2.1.1 Mg2+濃度優(yōu)化

Mg2+濃度優(yōu)化的電泳圖見圖1，當(dāng)Mg2+的濃度為1.0～3.0 mM/L時，兩對引物所擴增的條帶均很亮。使用F1/R1時，Mg2+終濃度為1.0 mM/L時，特征條帶最亮。使用F2/R2時，Mg2+終濃度為3.0 mM/L時，特征條帶最亮，形成的引物二聚體相對也少。因此，使用引物F1/R1和F2/R2擴增目的片段時，Mg2+的最佳終濃度分別為1.0 mM/L和3.0 mM/L。

2.1.2 dNTP濃度優(yōu)化

dNTP濃度優(yōu)化的電泳圖見圖2，反應(yīng)體系中dNTP終濃度為1.0 mM/L～3.5 mM/L，兩對引物所擴增的RT-PCR產(chǎn)物均形成較亮的特征條帶，當(dāng)使用F1/R1時，dNTP的終濃度為2.0mM/L時，特征條帶最亮。當(dāng)使用F2/R2時，dNTP的終濃度為2.5mM/L時，特征條帶最亮。因此，選擇終濃度為2.0mM/L和2.5mM/L分別作為其最適濃度。

2.1.3 引物濃度優(yōu)化

引物濃度優(yōu)化電泳圖見圖3，引物終濃度為0.8mM/L-2.4mM/L，當(dāng)使用F1/R1時，引物的終濃度為0.8mM/L時，引物二聚體最少，且特征條帶亮度很高，隨著引物濃度得增加出現(xiàn)了引物二聚體，說明引物有剩余。當(dāng)使用F2/R2時，引物的終濃度為1.2mM/L時，特征條帶最亮。因此，分別選擇0.8mM/L、1.2mM/L的引物濃度最為RT-PCR的最適終濃度。

2.1.4 退火溫度優(yōu)化

依據(jù)優(yōu)化后的組分配置反應(yīng)體系進行RTPCR優(yōu)化退火溫度，電泳結(jié)果見圖4，退火溫度從50～65 ℃，均可擴增出特征條帶，退火溫度分別為60 ℃、65 ℃時，擴增產(chǎn)物電泳條帶較亮，更高或更低退火溫度下擴增，電泳條帶亮度有減弱趨勢，故分別選擇60℃、65℃為最適退火溫度。

綜合以上優(yōu)化的各反應(yīng)條件，當(dāng)使用引物F1/R1對IPNV進行PCR反應(yīng)，確定其反應(yīng)條件為：

10×PCR Buffer 4.0 μL，dNTPs Mixture 4.0 μL，MgCl2（25mM） 2.0 μL，TaqPolymerase 0.5 μL，IPNV-F1（20 pmol/μL） 2.0 μL，IPNV-R1（20 pmol/μL）2.0 μL，cDNA 5.0 μL，ddH2O 30.5 μL，總計 50.0 μL。

使用引物F2/R2對IPNV進行擴增，本研究使用了一步法，經(jīng)過反應(yīng)條件的優(yōu)化，確定其反應(yīng)條件為：

10×E×Buffer 5.0 μL，MgCl2（25mM） 6.0 μL，dNTPs Mixture 5.0 μL，IPNV-F2（20 pmol/μL） 3.0 μL，IPNV-R2（20 pmol/μL） 3.0 μL，E×Taq E 0.5 μL，AMV（5 u/μL） 1.0 μL，RNaSin（40 u/μL）0.25 μL，RNA 5.0 μL，ddH2O 21.25 μL，總計 50.0 μL。

PCR反應(yīng)程序為：95 ℃變性5 min；接著進行35個循環(huán)（94 ℃變性30 s，60 ℃退火40 s，72 ℃延伸40 s）；72 ℃延伸7 min。反應(yīng)結(jié)束后，取8 μL RTPCR擴增產(chǎn)物經(jīng)2.0%瓊脂糖凝膠電泳鑒定，紫外拍照。

一步法RT-PCR反應(yīng)程序為：50 ℃反轉(zhuǎn)錄30 min；95 ℃變性2 min；接著進行40個循環(huán)（95 ℃變性 30 s，65 ℃退火 30 s，72 ℃延伸 1 min）；72 ℃延伸7 min。反應(yīng)結(jié)束后，取8 μL RT-PCR擴增產(chǎn)物經(jīng)2.0%瓊脂糖凝膠電泳鑒定，紫外拍照。

2.2 RT-PCR的特異性試驗

用IPNV的兩對引物對IPNV、IHNV、SVCV、VHSV和ISA進行RT-PCR，結(jié)果如圖5所示。用兩對引物檢測IPNV時，兩個陽性對照分別擴增出了224 bp和206 bp的目的片段，其他RNA病毒和陰性對照沒有產(chǎn)生目的條帶，因此，兩對引物R1/F1、R2/F2具有很高的特異性。

2.3 RT-PCR靈敏度試驗

10倍系列稀釋病毒RNA，每個稀釋度取5 μL進行RT-PCR，結(jié)果如圖6所示，隨著稀釋度的增加，條帶也逐漸的變暗，檢測結(jié)果的最大稀釋度為10-6，相應(yīng)的靈敏度為1pgRNA。

3 討論

RT-PCR技術(shù)是根據(jù)某個特定病毒的核苷酸序列設(shè)計特異性引物，通過核酸的擴增來達(dá)到檢測目的。對水生動物病毒的檢測通常是先將病料在該病毒的敏感細(xì)胞中培養(yǎng)，初步觀察其病變情況，然后再進行進一步的鑒定，但是在沒有敏感細(xì)胞的情況下可對病料直接提取RNA進行RT-PCR反應(yīng)。而有關(guān)IPNV基因組的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立，因此該方法可將致使魚發(fā)病的病毒鑒定到種。因此在水生動物進出口檢測和疾病預(yù)防中，RT-PCR技術(shù)成為了一個常用的手段。若在魚類病毒的檢測過程中，將RT-PCR技術(shù)和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合使用，其檢測靈敏度和病毒檢出率會更高。

本文通過優(yōu)化RT-PCR的反應(yīng)條件和體系，建立了應(yīng)用RT-PCR檢測IPNV-Sp的方法，該方法特異敏感，并成功用此方法對人工感染IPNV的斑馬魚進行了檢測。該方法對IHNV、SVCV、VHSV和ISA的核酸均沒有擴增，其檢測極限為1 pg的RNA。

本文建立的RT-PCR方法中，針對IPNV片段A的VP5和VP3分別設(shè)計了兩對引物，一對引物用兩步法，另一對引物采用了一步法，通過比較發(fā)現(xiàn)一步法可以避免氣溶膠的形成，而采用兩步法時在陰性對照中出現(xiàn)了和目的片段大小相同的條帶，因此有可能是因為空氣中存在氣溶膠。

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