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RT-PCR鉴别鸡新城疫病毒强弱毒株检测方法的建立

2022-04-11仇薪鑫贾燕青张振仓杨增岐

动物医学进展 2022年3期
关键词:新城疫条带毒株

仇薪鑫,贾燕青,张振仓,杨增岐

(1.杨凌职业技术学院动物工程学院/动物疫病防控陕西省高校工程研究中心,陕西杨凌 712100; 2.甘肃农业大学动物医学院,甘肃兰州 730070;3.西北农林科技大学动物医学院,陕西杨凌 712100)

新城疫(Newcastle disease,ND)是由新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)引起的一种急性、接触性、传染性疾病,呈现高病死率,在世界范围内给养禽业带来严重威胁,我国将新城疫列为一类动物疫病[1-2]。NDV感染宿主范围较广,病毒基因型及毒力差异较大,给防控造成了巨大困扰。建立一种能够快速、准确检测NDV强、弱毒株的方法对新城疫防控很重要。随着ND发病情况和流行态势复杂变化,血清学方法不能很好区分新城疫强、弱毒单一感染或混合感染,而其他毒力测定试验,如鸡胚平均死亡时间、1日龄鸡脑内接种致病指数和6周龄鸡静脉接种致病指数耗时费力。RT-PCR检测方法虽然能够在临床上快速检测NDV,但一步法鉴别检测NDV强弱毒株的报道较少[3-4]。

本试验基于前期对NDV各基因的研究发现,不同毒株V蛋白在序列上存在差异,V蛋白拮抗干扰素(IFN)活性的能力可能存在病毒宿主来源差异,而且强毒株V蛋白的IFN拮抗能力强于弱毒株,不同病毒分离株的V蛋白编码基因对病毒致病性的影响存在差异[5]。为了满足生产上对NDV快速高效鉴别检测的需要,本研究基于V蛋白编码基因建立了一种快速鉴别NDV强弱毒株的检测方法。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 病毒 NDV标准强毒株F48E9、弱毒株La Sota(疫苗)、中强毒毒株Blackbird/China/08、弱毒毒株Spotted-necked dove/China/08,传染性法氏囊病病毒(Infections bursal disease virus,IBDV)、传染性支气管炎病毒 (Infectious bronchitis virus,IBV)、传染性喉气管炎病毒(Infectious laryngotracheitis virus,ILTV) 均由西北农林科技大学禽病研究室保存并提供。

1.1.2 试剂 500 mL/L甘油PBS、青霉素、链霉素;Trizol、氯仿、异丙醇、750 mL/L乙醇;反转录试剂盒,北京全式金生物公司产品。

1.1.3 仪器 微量移液枪,德国Eppendorf公司产品;PCR扩增仪,美国RTC-100公司产品;高速离心机,上海安亭科学仪器厂产品;核酸蛋白测定仪,美国Bio-Rad公司产品。

1.2 方法

1.2.1 病毒增殖 所有新城疫病毒均无菌接种至9日龄SPF鸡胚尿囊腔,置37℃恒温培养箱进行培养,弃去24 h内死亡的胚体,无菌收集24 h后死亡鸡胚的尿囊液,置于-80℃保存。

1.2.2 引物设计 根据NCBI数据库,比对新城疫病毒的V蛋白编码基因氨基酸序列,用Primer 5.0软件设计2对引物(表1),序列中Y为C或T。实现一步法快速检测NDV,并可区分强、弱毒株。

1.2.3 RNA提取 将样品拭子涡旋振荡1 min,充分挤出液体,弃去拭子;吸取300 μL加700 μL Trizol,剧烈振荡2 min,静止10 min。加入250 μL氯仿,剧烈振荡15 s,室温放置10 min,4℃、12 000 r/min离心10 min,吸取上层液体400 μL转入新的无RNA酶灭菌离心管;加入等体积异丙醇,置-20℃沉淀30 min以上,4℃、12 000 r/min离心10 min,弃去上清,加入1 ml DEPC处理的750 mL/L乙醇,轻轻晃动,4℃、8 000 r/min离心5 min。弃去液体,自然晾干沉淀,用30 μL RNase-free water溶解,用于反转录或保存于-80℃。

表1 检测引物

1.2.4 RT-PCR方法的建立 经对RT-PCR反应体系、反应条件及退火温度进行优化,最终确定RT-PCR反应体系为:2×One-Step Reaction Mix 10 μL,上、下游引物各0.5 μL,RNA 1 μL,TransScript®One-Step Enzyme Mix 0.5 μL,RNase-free water 7.5 μL;扩增条件:45℃ 20 min;94℃ 5 min;94℃ 30 s,48℃ 30 s,72℃ 40 s,30个循环;72℃延伸5 min;PCR产物经10 g/L的琼脂糖电泳检测。

1.2.5 特异性与敏感性试验 用建立的RT-PCR方法分别对IBDV、IBV、ILTV等核酸提取物进行扩增,检测引物的特异性。对NDV强、弱毒株RNA,将其含量统一稀释至10 ng/μL后,进行6倍倍比稀释(100~10-6),每个稀释度分别取1 μL稀释液作为模板,进行敏感性测试。

1.2.6 验证性试验 用建立的检测方法对本实验室前期从临床分离的2株新城疫病毒(中强毒毒株Blackbird/China/08和弱毒毒株Spotted-necked dove/China/08)进行检测。分别取新城疫F48E9毒株、LaSota毒株、临床样本毒株,重复检验3次,检测该方法的稳定性。

2 结果

2.1 建立可区分NDV强、弱毒的RT-PCR鉴别检测方法

根据已知NDV V蛋白编码基因序列设计F0、R0、F1、R1 4条引物,其中F0、R0为通用检测引物,F1、R1用于扩增NDV强毒株特异性片段,2对引物同时用于鉴别NDV强、弱毒株。结果表明,F0和R0 2条引物可以扩增出703 bp的目的条带,F1和R1 2条引物可扩增出456 bp的目的片段。用设计的2对引物可用于鉴定和区分NDV强、弱毒株(图1),强毒株出现 2个目的条带,分别是703 bp和456 bp,弱毒株只出现 1个703 bp的目的条带。

M.DNA标准DL 2 000;-.阴性对照;1.F48E9;2.LaSota

2.2 特异性试验

以NDV毒株F48E9、La Sota、Blackbird/China/08、Spotted-necked dove/China/08为模板,均可扩增出特异性的目的片段(图2、图3),而以IBDV、IBV、ILTV等为模板,均未扩增出相应条带,阴性对照也未出现相应条带,表明建立的RT-PCR方法特异性较好。

M.DNA标准DL 5 000;-.阴性对照;1.LaSota;2.F48E9;3.Blackbird/China/08;4.Spotted-necked dove/China/08;5.IBDV;6.IBV;7.ILTV

2.3 敏感性试验

提取的NDV F48E9株、La Sota株的RNA浓度依次为152.6 ng/μL、196.1 ng/μL,将其含量统一稀释至10 ng后,分别按照6倍倍比稀释后(100~10-6),作为模板进行检测。结果显示,以F48E9毒株为模板,6倍倍比稀释后,与国标通用引物(535 bp)对比,设计的引物(F0、R0)对NDV最小检出量为0.01 ng/μL,国标通用引物最小检出量为0.1 ng/μL;本方法区分NDV强毒株、弱毒株RNA最小检出量均为0.01 ng/μL(图4、图5)。

2.4 验证性试验

经加入2个临床样本毒株验证,本方法可准确检测和区分新城疫病毒强、弱毒株,对每份样品重复3次检测,结果一致,说明建立的检测方法具有可重复性(图6)。

M.DNA标准DL 2 000 ;-.阴性对照;1.F48E9;2.LaSota;3.Spotted-necked dove/China/08;4.Blackbird/China/08;5.IBDV;6.IBV;7.ILTV

M.DNA标准DL 5 000 ;-.阴性对照;1~7.F48E9,100~10-6 M.DNA Maker DL 5 000 ;-.Negative control;1-7.F48E9,100-10-6

M.DNA标准DL 2 000;-.阴性对照;L.LaSota;F.F48E9;1~7.10-0~10-6 M.DNA Maker DL 2 000;-.Negative control;L.LaSota;F.F48E9;1-7.10-0-10-6

M.DNA标准DL 2 000;-.阴性对照;1.LaSota;2.F48E9;3.Blackbird/China/08;4.Spotted-necked dove/China/08

3 讨论

本研究用P基因编辑产生的V蛋白设计一步法快速检测和区分强、弱毒株的方法[5]。设计的第1对引物(F0、R0)能够准确检测出新城疫病毒,目的片段为703 bp,可作为通用引物用于NDV不同毒株的检测,而第2对引物(F1、R1)只能在强毒中扩增出456 bp大小的特异性条带。因此,用2对引物可以同时实现对NDV的检测及强、弱毒的区分,强毒株可扩增出2个目的条带(703 bp、456 bp),而弱毒株只显示1个目的条带(456 bp)。用所建立的方法同时检测F48E9、La Sota、IBDV、IBV和ILTV,发现IBDV、IBV和ILTV均为阴性,证明本方法可用于NDV和临床常见家禽呼吸性病毒病的鉴别诊断。对不同稀释倍数的RNA模板进行检测发现,引物(F0、R0)对NDV最小检出量0.01 ng/μL,明显高于国标通用引物最小检出量(0.1 ng/μL),引物(F1、R1)区分NDV强毒株、弱毒株RNA最小检出量均为0.01 ng/μL,表明本检测方法具有较高的敏感性。用实验室前期分离的2株临床毒株做验证性试验,发现本方法可准确检测和区分新城疫病毒强、弱毒株,并具有可重复性。

NDV逃避宿主免疫,突破宿主机体的天然免疫屏障,主要利用P基因编辑产生的V和W蛋白进行调控,V 蛋白在干扰素拮抗、致病性和宿主嗜性等方面具有重要作用[6-10]。本研究基于V蛋白编码基因建立的一步法RT-PCR检测方法可用于新城疫强、弱毒株的快速鉴别检测,对新城疫不同毒株致病性差异研究和临床诊断均有应用价值。

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