通用引物双重PCR在节肢动物物种鉴定中的应用

【目的】本研究旨在使用基于线粒体基因通用引物的双重PCR技术同时扩增单一样本中两条标记基因,从而达到简化节肢动物物种鉴定流程的目的。【方法】在一次PCR实验中同时加入可扩增线粒体COI基因和16S rDNA两个不同分子标记的引物,对3纲8目14科的14种节肢动物物种标本的基因组DNA进行扩增;扩增产物经电泳和胶回收后测序,并BLAST在线搜索相似序列,验证基于通用引物的双重PCR在不同的动物类群中用于物种鉴定的有效性。【结果】应用基于COI和16S rDNA的引物从分属于3纲8目14科的14种节肢动物基因组DNA中均可成功扩增目的基因;扩增产物测序结果进一步证实了扩增的准确性。【结论】通过本方法进行物种的分子鉴定,不仅可以保证物种鉴定的高准确率,还可以明显减少时间与DNA样本量的消耗,这对需要快速准确鉴定物种或珍稀的材料样本十分重要。     

褐飞虱特异引物的设计和评估

研究稻田生态系统中天敌对褐飞虱Nilaparvata lugens( St(a)l)的捕食非常重要,但很困难.本研究设计褐飞虱的PCR特异引物,并对利用从稻田66种稻田常见节肢动物中提取的DNA进行了特异性验证,得到褐飞虱的特异引物( Lug-F1a/Lug-R1),在实验室以拟环纹豹蛛Pardosa pseudoan...     

应用特异PCR快速鉴定微生物肥料中4种乳酸菌

【目的】植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)和德氏乳杆菌(L.delbrueckii)是微生物肥料生产中常用的乳酸菌,它们表型特征相似,若采用传统方法鉴定则费时费力,为准确、快速地鉴定这些种,建立种特异PCR方法。【方法】利用NCBI中Primer-BLAST(引物设计和特异性检验工具),以GenBank数据库中上述菌种的recA和gyrB为靶基因,设计和筛选种特异性引物从而建立相应特异PCR鉴定方法。【结果】经过乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)、片球菌属(Pediococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)7个属24个种共40株标准菌株的实验验证,4个目标种分别扩增出唯一的目的产物,而其他种均无目的扩增产物。采用建立的4种特异PCR方法对产品中分离的16株乳杆菌进行鉴定,结果与16S rDNA序列分析、Biolog鉴定结果一致。【结论】建立的特异PCR鉴定方法均具有较高的种内通用性和种间特异性,可快速、准确的用于微生物制剂中植物乳杆菌、德氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌的检测和鉴定,具有较好的应用前景。     

利用两种不同引物扩增金龟子COI序列片段的研究与对比

利用两类不同的引物,即通用引物(L1490,H219S)与特异引物(Pat,Jerry)分别对4种常见金龟子线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)基因片段序列进行扩增和测序,获得长度为689 bp与775 bp的序列.对测序结果进行遗传距离分析,并构建了4种金龟子系统进化树.结果表明,特异引物扩增序列的遗传距离在种内稳定性与种间的差异性都明显优于通用引物扩增序列,利用特异引物扩增序列所构建的系统进化树最符合实际情况,因此利用特异引物扩增序列更能够准确的对金龟子进行分类.     

利用两种不同引物扩增金龟子COⅠ序列片段的研究与对比

利用两类不同的引物,即通用引物(L1490,H2198)与特异引物(Pat,Jerry)分别对4种常见金龟子线粒体细胞色素C氧化酶I(COⅠ)基因片段序列进行扩增和测序,获得长度为689 bp与775 bp的序列。对测序结果进行遗传距离分析,并构建了4种金龟子系统进化树。结果表明,特异引物扩增序列的遗传距离在种内稳定性与种间的差异性都明显优于通用引物扩增序列,利用特异引物扩增序列所构建的系统进化树最符合实际情况,因此利用特异引物扩增序列更能够准确的对金龟子进行分类。     

影像证实海南尖峰岭多处有圆鼻巨蜥分布北大核心CSCD

圆鼻巨蜥(Varanus salvator)隶属爬行纲(Reptilia)有鳞目(Squamata)巨蜥科(Varanidae)巨蜥属(赵尔宓等1999,蒋志刚等2016)。该物种分布于南亚和东南亚地区,国内野生种群仅见于海南、云南和广西(赵尔宓等1999,徐正强等2006,汪巧云等2017)。虽然该物种在世界自然保护联盟(IUCN)红色名录中只被评估为低危级(LC)物种(Quahetal.2021),但在我国由于野外种群数量稀少而被列为国家I级重点保护野生动物,且在《中国脊椎动物红色名录》中被列为极危级(CR)(蒋志刚等2016)。     

基于ITS条形码序列的刺桐姬小蜂分子鉴定

【目的】刺桐姬小蜂Quadrastichus erythrinae Kim体型小,传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别。【方法】本研究测定了刺桐姬小蜂的rDNA ITS1和ITS2序列,根据18S rDNA部分序列,利用MEGA的最大相似法(Maximum Likehood)构建系统发育树。根据刺桐姬小蜂ITS1和ITS2序列设计了特异引物,应用特异引物对单只刺桐姬小蜂进行PCR扩增,可稳定地扩增出明显的目的DNA条带。【结果】研究表明,基于ITS基因的DNA条形码技术可以用于刺桐姬小蜂的快速准确鉴定。【结论】因此,采用ITS1和ITS2区的特异性引物可对刺桐姬小蜂进行快速分子鉴定。     

裸子植物DNA条形码ITS2高通用性引物的筛选

DNA条形码技术是利用标准DNA片段进行准确快速鉴定物种的一种方法,理想的DNA条形码片段应具有高通用性。虽然核糖体DNA内部转录间隔区II（ITS2）被建议作为种子植物有效的DNA条形码,但目前裸子植物还没有通用性高的引物可用。为获得高通用性的ITS2引物,本研究基于裸子植物55个属的5．8S基因的保守序列区设计了3个正向引物,与已有的ITS反向引物组合,组成了7对ITS2引物进行通用性的评价。选取了裸子植物8目、12科和40属的56个种用于本文的研究。引物组合5．8SR／ITS4、5．8SRa／ITS4和5．8SF2／S3R因为在科水平评价中通用性低或者产生的PCR产物有双带,因而排除在全部物种水平上进一步评价。其余4对引物（GYM-5．8SF1／ITS4、GYM-5．8SFl／S3R、GYM-5．8SF2／ITS4和S2F／S3R）在56个物种的PCR检测中,均有100％的扩增率。基于PCR产物的亮度、序列质量和正反向引物覆盖率的综合评价,建议引物GYM_5．8SF2／ITS4作为裸子植物条形码片段ITS2最好的通用引物。     

16S/18S/ITS扩增子高通量测序引物的生物信息学评估和改进

【背景】在过去的十几年里,基于核糖体RNA基因的扩增子测序技术被广泛用于各种生态系统中微生物群落的多样性检测。扩增子测序的使用极大地促进了土壤、水体、空气等环境中微生物生态的相关研究。【目的】随着高通量测序技术的不断发展和参考数据库的不断更新,针对不同的环境样本的引物选择和改进仍然需要更深入的校验。【方法】本文收集了目前在微生物群落研究中被广泛采用的标记基因扩增通用引物,包括16S rRNA基因扩增常用的8对通用引物和2对古菌引物、9对真菌转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因扩增引物,以及18S rRNA基因扩增的4对真核微生物通用引物和1对真菌特异性引物。这些引物中包括了地球微生物组计划(Earth Microbiome Project,EMP)推荐的2对16S rRNA基因扩增引物、1对ITS1基因扩增引物和1对18S rRNA基因扩增引物。采用最近更新的标准数据库对这些引物进行了覆盖度和特异性评价。【结果】EMP推荐的引物依然具有较高的覆盖度,而其他引物在覆盖度及对特定环境或类群的特异性上也各有特点。此外,最近有研究对这些通用引物进行了一些改进,而我们也发现,一个碱基的变化都可能会导致评价结果或扩增产物发生明显变化,简并碱基的引入既可以覆盖更多的物种,但同时也会在一定程度上降低关注物种的特异性。【结论】研究结果为微生态研究中标记基因的引物选择提供了一个广泛的指导,但在关注具体科学问题时,引物的选择仍需数据指导与实验尝试。     

黄鳝二价体上Px基因E3外显子特异引物原位DNA合成

在鱼类中首次应用地高辛标记的特异引物原位ＤＮＡ合成技术,将Ｐｘ基因Ｅ３外显子定位于黄鳝粗线期８号二价体的８ｑ１５～ｑ２６区间和ｌ号二价体的ｌｑ３２～ｑ３７区间,证实了异种生物基因探针和引物原位ＤＮＡ合成技术用于基因定位研究的可行性。     

Indexed PCR Primers Induce Template-Specific Bias in Large-Scale DNA Sequencing Studies

Massively parallel sequencing is rapidly emerging as an efficient way to quantify biodiversity at all levels, from genetic variation and expression to ecological community assemblage. However, the number of reads produced per sequencing run far exceeds the number required per sample for many applications, compelling researchers to sequence multiple samples per run in order to maximize efficiency. For studies that include a PCR step, this can be accomplished using primers that include an index sequence allowing sample origin to be determined after sequencing. The use of indexed primers assumes they behave no differently than standard primers; however, we found that indexed primers cause substantial template sequence-specific bias, resulting in radically different profiles of the same environmental sample. Likely the outcome of differential amplification efficiency due to primer-template mismatch, two indexed primer sets spuriously change the inferred sequence abundance from the same DNA extraction by up to 77.1%. We demonstrate that a double PCR approach alleviates these effects in applications where indexed primers are necessary.     

我国8种猛禽的DNA条形码技术研究

用DNA条形码通用引物扩增了我国8种猛禽(14只个体)的线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)基因,选取648 bp DNA条形码标准区域,结合99条猛禽条形码序列,探讨DNA条形码对猛禽的识别和鉴定.结果显示,75.6%的猛禽符合10×规则,且80.5%的猛禽均具有独特的DNA条形码可作为物种鉴定的依据,另有19.5%的猛禽(鵟属8种猛禽)由于种间差异太小,DNA条形码对它们的识别鉴定存在一定局限.     

食品及饲料中马属动物源性成分的PCR检测研究

采用马和驴mtDNA中特异性片段引物 ,利用聚合酶链反应技术 (polymerasechainreaction ,PCR) ,建立了饲料中马属动物源性动物成分的快速检测方法。通过内切酶HaeⅢ、Sau3A和AluⅠ可对扩增结果进行验证并能够区分马成分和驴成分。扩增产物测序结果表明 :驴扩增产物序列与数据库序列完全一致 ,马样品扩增产物与数据库序列的同源性达 99%。该方法的检测低限分别为 0 5 %(w w)和 0 2 5 %(w w) ,可作为食品及饲料中马属动物成分鉴别检测的有效方法。     

PCR扩增Sry基因进行鲸类动物性别的鉴定

哺乳动物Y染色体短臂上的Sry 基因决定雄性发育方向。本研究参照哺乳动物Sry 基因保守区序列设计引物, 以非性别特异性的线粒体DNA 细胞色素b 基因作为阳性对照, 用PCR 扩增江豚、长喙真海豚等鲸类动物的Sry 基因片断并对其进行凝胶电泳分析来鉴定鲸类动物的性别。通过此方法对87 个已知性别鲸类动物标本的检验, 结果完全正确, 并进一步应用此方法成功地完成了另外33 个未知性别鲸类标本的性别鉴定。由此建立了一套简单、快速、可靠的鲸类动物的性别鉴定方法。     

Application of Next-generation Sequencing Technology in Forensic Science

Next-generation sequencing （NGS） technology, with its high-throughput capacity and low cost, has developed rapidly in recent years and become an important analytical tool for many genomics researchers. New opportunities in the research domain of the forensic studies emerge by harnessing the power of NGS technology, which can be applied to simultaneously analyzing multi- ple loci of forensic interest in different genetic contexts, such as autosomes, mitochondrial and sex chromosomes. Furthermore, NGS technology can also have potential applications in many other aspects of research. These include DNA database construction, ancestry and phenotypic inference, monozygotic twin studies, body fluid and species identification, and forensic animal, plant and microbiological analyses. Here we review the application of NGS technology in the field of forensic science with the aim of providing a reference for future forensics studies and practice.     

澳洲宝石鲈线粒体DNA COI基因的克隆与序列分析

对澳洲宝石鲈线粒体DNA细胞色素氧化酶Ⅰ亚基(cytochrome oxidase subunit Ⅰ,COI)基因进行了扩增、克隆和测序,并对COI序列进行了分析.结果显示,澳洲宝石鲈COI基因序列长度为631 bp,其中A、T、G和C 4种碱基的含量分别为27.7%,23.6%,29.8%和18.9%.与从GenBank中查到的其他4种蜊科鱼类的同源序列比对,邻接法(neighbor-joining)构建系统进化树.结果显示,5种蜊科鱼类聚在一起,分为两个大的支系,其中花身蜊与条纹蜊首先聚成一支,然后与詹氏弱棘鯻和银锯眶鯻聚成的一支共同组成一个支系;而高体革鯻单独聚为一个支系,所得的聚类结果与传统的分类结果基本一致.     

A Universal Method for the Identification of Bacteria Based on General PCR Primers

The Universal Method (UM) described here will allow the detection of any bacterial rDNA leading to the identification of that bacterium. The method should allow prompt and accurate identification of bacteria. The principle of the method is simple; when a pure PCR product of the 16S gene is obtained, sequenced, and aligned against bacterial DNA data base, then the bacterium can be identified. Confirmation of identity may follow. In this work, several general 16S primers were designed, mixed and applied successfully against 101 different bacterial isolates. One mixture, the Golden mixture7 (G7) detected all tested isolates (67/67). Other golden mixtures; G11, G10, G12, and G5 were useful as well. The overall sensitivity of the UM was 100% since all 101 isolates were detected yielding intended PCR amplicons. A selected PCR band from each of 40 isolates was sequenced and the bacterium identified to species or genus level using BLAST. The results of the UM were consistent with bacterial identities as validated with other identification methods; cultural, API 20E, API 20NE, or genera and species specific PCR primers. Bacteria identified in the study, covered 34 species distributed among 24 genera. The UM should allow the identification of species, genus, novel species or genera, variations within species, and detection of bacterial DNA in otherwise sterile samples such as blood, cerebrospinal fluid, manufactured products, medical supplies, cosmetics, and other samples. Applicability of the method to identifying members of bacterial communities is discussed. The approach itself can be applied to other taxa such as protists and nematodes.     

PCR Amplification and Direct Sequencing of gyrB Genes with Universal Primers and Their Application to the Detection and Taxonomic Analysis of Pseudomonas putida Strains

Vol. 61, no. 3, p. 1104, column 2, 5 lines from the bottom: "each of the primers at a concentration of 1 mM" should read "each of the primers at a concentration of 1 (mu)M." [This corrects the article on p. 1104 in vol. 61.].