PCR技术研究进展

PCR（Polymerase chain reaction)在生命科学研究及相关诸多领域已经得到了广泛应用。本文对PCR技术的是新进展作一简要综述,包括：热循环仪的改进,引物的软件设计及网络设计,各种DNA聚合酶体系及其特性,多种PCR（Multiplex PCR),DNAshuffling,PCR芯片,固相PCR和电子PCR（Electronic PCR)的原理和应用。     

长PCR技术及其在动物学研究中的应用

长PCR(1ongPCR)技术自194年发明以来,在生命科学发展中发挥了巨大的作用。长PCR技术与常规PCR有较大的区别。本文从长PCR技术的由来、长PCR技术对模板、引物和聚合酶的特殊要求及长PCR技术反应条件等方面进行了较全面的介绍。最后介绍了近期发展的LR-IPCR(long range-inverse PCR,长反向PCR)、内切酶介导性长PCR(endonuclease-mediated long PCR)、long RT-PCR以及LDD-PCR。目前此技术在动物学研究中的应用主要在基因组测序和线粒体基因组研究、病理诊断、基因差异表达、病原微生物的研究、遗传多态性分析等领域。     

肝素对血浆和组织microRNA的PCR扩增效率的影响

目的:研究肝素对血浆和组织microRNA(miRNA)提取及PCR扩增效率的影响。方法:将杂种犬9只,雌雄不分,随机分为两组,对照组(n=5)和实验组(n=4),实验组静脉注射肝素十分钟后取静脉血(用不含肝素的真空采血管采集)及左心室组织,对照组注射相对应量的生理盐水后步骤同实验组,应用miRNA试剂盒分别提取实验组和对照组血浆和组织的miRNA,逆转录成cDNA后进行实时定量PCR分析。结果:实验组与对照组比较血浆miRNA Ct值明显增高,其差异具有统计学意义(P0.01),组织miRNA Ct值无明显变化。结论:静脉注射肝素短时间内对血浆miRNA的PCR扩增效率造成明显影响,对组织miRNA提取及PCR扩增效率无明显影响。     

一种简便高效的改良降落PCR

降落(touchdown,TD)PCR通常涉及15个退火温度,程序设计复杂。报道了一种简便高效的改良降落PCR,只需5个降落退火温度,以杜氏盐藻(Dunaliellabardawil)基因组为模板,设计一对引物扩增胡萝卜素生物合成相关(carotenebiosynthesisrelated,cbr)基因的第3外显子。实验证实该方法程序简单,比标准降落PCR步骤简化70%,且产物的特异性及效率都有较大提高。     

荧光定量PCR应用常见问题

1荧光定量PCR是什么荧光定量PCR(fluorescent quantitative PCR,FQ- PCR)是在PCR定性技术基础上发展起来的定量PCR技术。FQ—PCR技术是一种在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法,实现了PCR从定性到定量的飞跃。FQ—PCR仪在普通PCR仪的基础上加上了荧光探头和计算机。     

液相原位反转录PCR:一种研究基因原位表达的有效方法

介绍了液相原位反转录PCR(inwellinsituRTPCR)的操作程序、存在的问题及改良方法,最后探讨了原位反转录PCR在研究RNA转录、加工、编辑和多聚腺苷酸化等方面的应用。     

实时荧光定量PCR及RT-PCR与常规PCR及RT-PCR检测对虾病毒效果的比较

常规PCR及RT-PCR已用于对虾DNA及RNA病毒检测,但存在费时、灵敏度较低、不能定量等问题。建立了TaqMan实时荧光定量PCR及RT-PCR方法,分别用于检测白斑综合症病毒(WSSV)、传染性皮下及造血组织坏死病毒(IHHNV)及桃拉综合征病毒(TSV)、黄头病毒(YHV)4种对虾病毒。与常规PCR及RT-PCR比较,所建立的TaqMan实时荧光定量PCR及RT-PCR检测上述4种对虾病毒不仅有很高的特异性,检测灵敏度也提高了10～100倍,同时还具有快速、简便、不污染环境、重复性好、实时定量等优点,可明显提高对虾病毒检验检疫工作质量及效率。     

筛选转基因动物的新方法——PCR及其产物测序法

用特异性引物对肌球蛋白轻链2启动子(myosin light chain-2,MLC₂)-糜酶融合基因的转基因新生鼠鼠尾DNA进行PCR筛选, 低熔点琼脂糖凝胶电泳回收阳性样品PCR所扩出的DNA条带,纯化后用同一对引物中的一个进行单引物PCR测序,与所转外源基因序列比较,进一步确定整合有外源基因的阳性鼠.PCR及PCR 产物测序法检测转基因动物具有操作方便,灵敏度高及特异性强等优点.     

基于16S rDNA基因的谷斑皮蠹PCR检测技术

【目的】谷斑皮蠹是一种重要的检疫性害虫,在新疆周边多个国家分布,口岸检疫人员多次从进境货物中截获谷斑皮蠹,该虫对新疆的农业生产极具威胁。【方法】以谷斑皮蠹的16S rDNA基因为靶序列,用昆虫通用引物对4种供试皮蠹进行PCR扩增,将扩增产物进行克隆和测序,用生物软件设计检测谷斑皮蠹的特异性引物与探针。【结果】设计的特异性引物(TG-SNP-F/TG-SNP-R)及所建立的常规PCR方法能有效检测出谷斑皮蠹,其扩增产物的片段大小为250 bp,灵敏度为3 ng·μL~(-1)。设计的特异性引物(TG-F/TG-R)和探针(TG-probe),以及所建立的实时荧光PCR方法,对谷斑皮蠹的检测特异性强,灵敏度达0.8 fg·μL~(-1)。【结论】建立的常规PCR方法和实时荧光PCR检测方法能够对谷斑皮蠹进行准确鉴定,为口岸检疫人员检测进境货物中携带的谷斑皮蠹提供技术支持。     

九种单核细胞增生性李斯特菌检测技术效果比较及评价

采用传统生物学方法、显色培养基方法、自制三抗体夹心ELISA试剂盒(TAS-ELISA)、基因组直接PCR(DNA Direct-PCR)、菌裂解直接PCR(Bacterium Direct-PCR)、免疫捕捉PCR(IC-PCR)、生物PCR(Bio-PCR)、SYBR Green染料实时荧光PCR(SYBR Green Real time-PCR)、探针实时荧光PCR(TaqMan Real time-PCR)检测纯菌液及模拟带菌食品中的单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)。结果表明:传统生物学培养方法出现假阳性;TAS-ELISA、DNADirect-PCR、Bacterium Direct-PCR、IC-PCR最低检测限分别为106、102、105、104CFU/ml;显色培养基、SYBR Green Real time-PCR灵敏度达102CFU/ml;Bio-PCR、TaqMan Real time-PCR检测灵敏度最高,均为101CFU/ml。显色培养基、TAS-ELISA操作简单,适合大量样品的初检;IC-PCR具有灵敏、特异、快速、经济的优点,特别适合大体积样品中微量病原的检测;Bio-PCR、TaqMan Real time-PCR灵敏度高、特异性好,适合阳性样品的复检以及科研使用。     

通过PCR进行长片段DNA的合成

利用PCR合成DNA长片段(Synthesis Large Frament DNA using PCR,SLFD PCR)是一种有效的合成长片段DNA的方法。采用一段已知的500～600bp碱基的DNA片段为PCR模板,根据所要合成的DNA序列可以设计一系列的PCR引物,这些引物都位于模板DNA的5’端,长度为50～60bp,且从5’到3’方向顺序重叠,重叠碱基数目为12～15,全部引物叠加所得到的DNA正是自己所要合成的DNA。这组引物中最3’端的一条含有一个BamH Ⅰ酶切位点,在该位点后面有15碱基与模板DNA5’端一致的序列。另外还设计一条与该模板匹配的下游引物,引物内也含有一个BamH Ⅰ酶切位点。首先采用5’端最右侧的引物与下游引物进行PCR,在PCR进行10个循环后,以此次PCR的产物为下一轮PCR的模板,该轮PCR采用右侧倒数第二个引物为上游引物,下游引物保持不变。采用类似的方法,完成所有的PCR循环,就可以得到所需要合成的DNA长片段。该方法尤其适合100～200碱基左右的长片段DNA的快速合成与克隆。     

applications of electroporation of adherent cellsIn Situ,on a partly conductive slide

One of the most important factors affecting the quality of PCR is the choice of primers. In general, the longer the PCR product the more difficult it is to select efficient primers and set appropriate designing primers, and in general, the more DNA sequence information is available, the better the ch0ance of finding an optimal primer pair. Efficient primers can be designed by avoiding the following flaws: primer-dimer formation, self-complementarity, too lowT _m of the primers, and/or their incorrect internal stability profile. Tips on subcloning PCR products, calculating duplex stability (predicting dimer formation strength), and designing degenerate primers are given.     

用寡核苷酸本身作为PCR引物检测其重组DNA

以待检测的寡核苷酸本身作为一个引物,加上两个载体特异引物,组成两对PCR引物。含待检测寡核苷酸片段的重组DNA用这两对引物可分别扩增出两个大小不同的片段,而载体DNA只有一对引物（即载体特异引物）可扩增出一个较小的片段。     

Detection of Stachybotrys chartarum using rRNA, tri5, and β-tubulin primers and determining their relative copy number by real-time PCR

Highly conserved regions are attractive targets for detection and quantitation by PCR, but designing species-specific primer sets can be difficult. Ultimately, almost all primer sets are designed based upon literature searches in public domain databases, such as the National Center for Biotechnology Information (NCBI). Prudence suggests that the researcher needs to evaluate as many sequences as available for designing species-specific PCR primers. In this report, we aligned 11, 9, and 16 DNA sequences entered for Stachybotrys spp. rRNA, tri5, and β-tubulin regions, respectively. Although we were able to align and determine consensus primer sets for the 9 tri5 and the 16 β-tubulin sequences, there was no consensus sequence that could be derived from alignment of the 11 rRNA sequences. However, by judicious clustering of the sequences that aligned well, we were able to design three sets of primers for the rRNA region of S. chartarum. The two primer sets for tri5 and β-tubulin produced satisfactory PCR results for all four strains of S. chartarum used in this study whereas only one rRNA primer set of three produced similar satisfactory results. Ultimately, we were able to show that rRNA copy number is approximately 2-log greater than for tri5 and β-tubulin in the four strains of S. chartarum tested.     

Identification of the pathogenic Aspergillus species by nested PCR using a mixture of specific primers to DNA topoisomerase II gene

For PCR-based identification of Aspergillus species, a common primer of the DNA topoisomerase II genes of Candida, Aspergillus and Penicillium, and species-specific primers of the genomic sequences of DNA topoisomerase II of A. fumigatus, A. niger, A. flavus (A. oryzae), A. nidulans and A. terreus were tested for their specificities in PCR amplifications. The method consisted of amplification of the genomic DNA topoisomerase II gene by a common primer set, followed by a second PCR with a primer mix consisting of 5 species-specific primer pairs for each Aspergillus species. By using the common primer pair, a DNA fragment of approximately 1,200 bp was amplified from the Aspergillus and Penicillium genomic DNAs. Using each species-specific primer pair, unique sizes of PCR products were amplified, all of which corresponded to a species of Aspergillus even in the presence of DNAs of several fungal species. The sensitivity of A. fumigatus to the nested PCR was found to be 100 fg of DNA in the reaction mixture. In the nested PCR obtained by using the primer mix (PsIV), the specific DNA fragment of A. fumigatus was amplified from clinical specimens. These results suggest that this nested PCR method is rapid, simple and available as a tool for identification of pathogenic Aspergillus to a species level.     

DNA聚合酶与引物/模板的相互作用对PCR效率的影响

PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,引物的优劣直接关系到PCR的特异性与成功与否。传统的PCR引物设计软件基本上忽略了DNA聚合酶与引物/模板的亲和性对PCR效率的影响。为揭示DNA聚合酶与引物/模板的相互作用是否对PCR的效率有影响,通过构建Taq DNA 聚合酶与不同序列引物/模板DNA相互作用的三维结构模型,采用MM/GBSA方法计算复合物的结合自由能,以结合自由能为参数,为人血清白蛋白基因(Human Serum Albumin gene,HSA gene)和结核杆菌pyrF基因(Mycobacterium tuberculosis pyrF gene)设计了PCR引物。PCR实验结果表明,引物的PCR效率与结合自由能相关：引物与聚合酶的结合自由能越低,PCR实验的效率相对越高。这说明DNA聚合酶与引物/模板的相互作用对PCR效率有重要影响。因此,引物/模板DNA与聚合酶的结合自由能可以作为PCR引物设计的新参数。     

2例PCR扩增失败的分析与探讨

根据GenBank报道的序列设计引物,PCR扩增克隆玉米乙醇脱氢酶1(Adh)核基质结合区序列及大鼠脑啡肽基因。扩增的序列电泳分析条带与预期的片段大小基本一致,但测序分析均为非目的片段,为非特异PCR产物,一例为非靶序列间的重复序列配对造成,一例为一侧引物单独引起,重新设计引物,采用巢式PCR获得了目的基因片段。     

一种适于PCR扩增的小麦基因组DNA快速提取法

许多小麦分子生物学研究需要对大量的小麦样品进行PCR检测,因此,建立一种快速提取小麦基因组DNA的方法十分必要。根据国外报道的一种快速提取水稻和玉米基因组DNA的方法,我们对部分提取步骤进行变动后,在小麦上进行了尝试,长度为1．5kb的片段能得到稳定的扩增。该方法样品研磨在1.5ml的离心管内进行,后续操作不用酚、氯仿、CTAB、SDS和巯基乙醇,整个提取过程不需要使用通风橱,操作步骤简单,花费时间少,而且提取的小麦基因组DNA完整性好,量也较可观。一个DNA样品可供50～100次PCR反应使用,适用于小麦遗传多样性、分子标记辅助选择、转基因后代检测以及引物筛选、分子标记定位等多种研究。     

快速检查寡聚DNA片段序列的方法

以质粒为模板,用待测寡聚DNA片段和通用测序引物进行PCR（聚合酶链式反应）,PCR片段经纯化后插入到pUC－18或pUC－19的多克隆位点中,然后用通用测序引物测定重组质粒上待测寡聚DNA片段,即可清晰、正确地知道它的序列．