基于多重微滴数字PCR检测副溶血弧菌的研究

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副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,Vp)是弧菌科、弧菌属的嗜盐性革兰氏阴性菌。近年来由副溶血弧菌导致的食源性疾病频发,但并非所有的副溶血弧菌都具有致病性,因此准确快速检测致病性副溶血弧菌极为重要。传统的副溶血弧菌检测和鉴定方法耗时费力,无法满足快速检测的要求,急需建立快速、简单和高效的方法以定量检测副溶血弧菌。微滴数字PCR(Droplet Digital Polymerase Chain Reaction,ddPCR)受抑制基质影响小,可以在一个反应中绝对定量多个基因,具备快速、准确、灵敏、高通量的优势。本研究利用实时荧光定量PCR(Real-time Quantitative Polymerase Chain Reaction,qPCR)和微滴数字PCR技术,根据副溶血弧菌的特异性基因建立了快速检测副溶血弧菌的多重qPCR方法和基于完整单细胞的多重ddPCR方法,并考察了其特异性、灵敏度、稳定性和实用性。本研究建立的一步法多重检测方法,不仅能够进行绝对定量,还能区分不同致病性的副溶血弧菌,为副溶血弧菌的快速准确检测提供了有效的方法。主要研究结果如下:1.基于副溶血弧菌ATCC 17802和质粒pO3K6的tlh,tdh,ureR,orf8基因,设计用于多重检测副溶血弧菌的引物和探针。利用10株副溶血弧菌菌株和22株其他细菌菌株,验证了本研究中所有引物和探针的特异性。通过优化退火温度、延伸温度以及引物、探针和qPCR预混液各成分的浓度,建立了检测副溶血弧菌的单重、二重和三重qPCR检测方法,并考察了其特异性和灵敏度,三种方法的检测范围皆为1.8×10~2~1.8×10~7copies/mL,检测限(LOD)为1.8×10~2copies/mL,特异性好,灵敏度高。2.优化了ddPCR的退火温度和探针浓度,比较了基于细胞和基因组DNA(gDNA)作为模板对多重ddPCR的影响,建立了一种基于完整单细胞的三重ddPCR方法,并与平板计数方法和qPCR方法进行比较,对其在含有不同浓度的副溶血弧菌的海鲜样品中对副溶血弧菌的绝对定量检测能力进行了评估。结果表明,在退火温度为54℃,tdh探针浓度为0.625μM的条件下进行三重ddPCR有利于提高副溶血弧菌检测的灵敏度、特异性、准确性、便利性和重现性。以完整单细胞为模板的三重ddPCR可同时检测副溶血弧菌的三个特异性基因tlh,tdh,ureR,有利于区分副溶血弧菌,该方法的检测范围广,检测限为15 CFU/mL。3.在三重ddPCR的基础上,建立了基于完整单细胞的可同时检测副溶血弧菌的tlh,tdh,ureR和orf8的四重ddPCR方法。ddPCR平台包括两个荧光通道,6-羧基荧光素(FAM)标记靶标(tlh和ureR),5’-六氯荧光素亚磷酰胺(HEX/VIC)标记靶标(tdh和orf8)。通过优化各引物和探针的浓度,当四对引物浓度分别为900 nM,tlh探针0.125μM,tdh探针0.625μM,ureR探针0.25μM,orf8探针1.25μM时,根据各微滴荧光强度的不同获得了16个清晰分离的簇。在此基础上,优化了样品的预变性时间和循环次数。结果表明,样品预变性时间为25 min、循环数为55轮时,阴阳性微滴间的散点最少且荧光强度最大,据此确定了四重ddPCR精确检测副溶血弧菌的适宜条件。该四重ddPCR方法比qPCR的灵敏度高10倍,检测限为39 CFU/mL,检测范围为3.9×10~1~3.9×10~7CFU/mL。高浓度(10~6CFU/mL)的非靶标细菌和实际样品基质对检测结果无影响,该方法是一种快速、特异、灵敏和准确的绝对定量检测副溶血弧菌的方法,并可鉴别不同类型的副溶血弧菌。
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