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本研究以广东省鸭粪中分离的三种疑似原虫为研究对象,依次对其进行了病原形态学与分子生物学鉴定,并建立了相应的多重PCR检测方法。
疑似卵囊先后经过饱和蔗糖漂浮、改良抗酸染色及孢子化试验,然后对其进行显微镜检查,根据观察到的形态特征进行初步鉴定,共发现三种原虫,即鸭源环孢子虫(Cyclospora sp.)、菲莱氏温扬球虫(Wenyonella philiplevinei)、贝氏隐孢子虫(Cryptosporidium baileyi),其中鸭源环孢子虫为国内首次报道。
采用饱和蔗糖漂浮法对鸭粪中三种原虫进行分离,用蔗糖密度梯度离心法对其进行纯化,用OMEGA公司的粪样DNA提取试剂盒提取卵囊的基因组DNA,根据GenBank中注册的相关基因序列,设计并合成5对引物(有两对是巢式引物),采用PCR技术扩增相应的目的片段,分别为:环孢子虫18S rRNA基因部分序列和ITS-1+序列、菲莱氏温扬球虫18S rRNA基因部分序列、贝氏隐孢子虫ITS-1+序列,将扩增出的目的片段分别克隆至pMD-18T载体进行序列测定,并对测序结果进行序列分析。结果表明:环孢子虫的18S rRNA基因部分序列长度为294bp;环孢子虫的ITS-1+序列全长为668bp,其中18S rRNA基因部分序列长度为135bp,ITS-1基因全长为374bp,5.8SrRNA基因部分片段长度为159bp;菲莱氏温扬球虫的18S rRNA基因部分序列长度为422bp:贝氏隐孢子虫的ITS-1+序列长度为733bp,其中18S rRNA基因部分序列长度为354bp,ITS-1基因全长为331bp,5.8S rRNA基因部分片段长度为48bp。同源性比较及系统进化分析表明:鸭源环孢子虫18S rRNA基因与其它环孢子虫的相关序列同源性最高,达98%,进化树上位于同一分支;鸭源环孢子虫ITS-1基因高度特异,在GenBank中未发现同源性序列;菲莱氏温扬球虫的18S rRNA基因核苷酸序列与艾美耳科其它球虫的同源性较高,在90%左右,进化树分析表明其与艾美耳科其它球虫不在同一分支上;鸭贝氏隐孢子虫ITS-1+序列与GenBank中贝氏隐孢子虫的相关序列同源性最高,达99%,其中18S rRNA基因部分序列进化树分析表明其与贝氏隐孢子虫在同一分支上。
根据已测得的三种原虫的3个基因片段,按照多重PCR反应引物设计原则,分别设计出3对特异性引物,用来扩增环孢子虫ITS-1部分基因片段,菲莱氏温扬球虫18S rRNA基因部分序列片段,贝氏隐孢子虫ITS-l+片段,其大小分别为288bp(Cyclospora sp.)、402bp(W.philiplevinei)和694bp(C.baileyi)。在建立单项PCR检测方法的基础上,组合成多重PCR反应,并对多重PCR反应的引物浓度、Mg2+浓度、dNTPs浓度、共同的退火温度进行了优化,建立了多重PCR反应体系,最后对该方法进行了敏感性、特异性及重复性试验。结果显示:在优化条件下该多重PCR方法对三种原虫的DNA检测量分别为:鸭源环孢子虫和贝氏隐孢子虫可达5.6Pg,菲莱氏温扬球虫可达100fg:对三种原虫均能扩增出相应目的条带,而对柔嫩艾美耳球虫、微小隐孢子虫等均不能扩增出目的条带;重复14次检测阳性模板,均能扩增出特异性目的条带。说明该多重PCR检测方法敏感性高、特异性强、重复性好。采用该检测方法对100份临床样品进行检测,结果发现该方法较普通镜检方法敏感、特异,为临床上鸭源环孢子虫、菲莱氏温扬球虫和贝氏隐孢子虫的检测提供了技术支持,具有较好的应用前景。