双歧杆菌属特异性定量引物的设计及验证

【目的】旨在设计一对双歧杆菌属特异性引物以检测不同样品中低丰度双歧杆菌的含量。【方法】在NCBI中下载57株双歧杆菌全基因组序列,以其共有单拷贝核心基因为目的片段设计双歧杆菌属特异性引物;并对引物进行PCR初筛和特异性复筛;之后借助ddPCR(Droplet Digital PCR,微滴式数字PCR)依次对筛选出的引物进行特异性、灵敏度和实用性验证。【结果】引物Bif-D-9特异性最好,可扩增出4株双歧杆菌而不能扩增20株非双歧杆菌中的任何一株菌;同时通过ddPCR仪定量稀释后的DNA,其扩增结果呈线性下降趋势,证明其灵敏度较好;另外,Bif-D-9结合ddPCR定量出婴儿粪便中双歧杆菌的拷贝数为71 copies/μL,母亲粪便中双歧杆菌的拷贝数为2.7 copies/μL,证明了该方法的实用性。【结论】引物Bif-D-9具有双歧杆菌属特异性,且灵敏度较高、实用性较好,适用于复杂样品中双歧杆菌属定量。     

健康蒙古族人肠道中乳酸菌和双歧杆菌多样性

【背景】越来越多的研究发现人类的诸多疾病与肠道菌群失衡有关。乳酸菌和双歧杆菌属于肠道中的有益菌,在不同人群肠道中的多样性不尽相同。【目的】在种水平上分析健康蒙古族人群肠道菌群中乳酸菌和双歧杆菌的多样性。【方法】以27名健康蒙古族志愿者为研究对象,其中14名来自中国内蒙古,13名来自蒙古国。首次采用乳酸菌和双歧杆菌的特异性引物扩增与PacBioSMRT三代测序技术相结合,在种水平上探讨志愿者肠道中乳酸菌和双歧杆菌的丰度和生物多样性,并进一步分析性别、BMI(Bodymassindex)值和地域对上述两者可能的影响,以及优势菌种之间的相关性。【结果】在种的水平上,27名志愿者肠道样品中共鉴定到68个乳酸菌和11个双歧杆菌,其中平均相对含量在1%以上的乳酸菌有8个,包括唾液链球菌(Streptococcus salivarius,36.41%)、瘤胃乳酸杆菌(Lactobacillus ruminis,17.94%)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii,3.11%)、罗氏乳杆菌(Lactobacillus rogosae,2.23%)、轻型链球菌(Streptococcus mitis,2.18%)、阴道乳杆菌(Lactobacillus vaginalis,2.02%)、魏斯氏乳杆菌(Weissella confusa,1.54%)和鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus,1.09%);双歧杆菌有5个,包括青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis,39.88%)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum,27.15%)、链状双歧杆菌(Bifidobacterium catenulatum,26.30%)、两歧双歧杆菌(B. bifidum,3.92%)和角双歧杆菌(Bifidobacterium angulatum,1.71%),聚类分析分为链状双歧杆菌和青春双歧杆菌2个主要的类群。分析结果显示:性别、BMI值和地域均未能显著影响志愿者肠道中乳酸菌和双歧杆菌的菌群结构(P0.05),但男性和女性之间、中国内蒙古地区和外蒙古国的志愿者之间的个别乳酸菌菌种相对含量存在显著差异(P0.05)。对样品中的优势乳酸菌和双歧杆菌进行Spearman相关性分析发现,乳酸菌和双歧杆菌彼此之间相关性较为密切,不同菌种间相关性不尽相同,与具体的菌种有关。【结论】首次采用PacBio SMRT测序技术在种的水平揭示了健康蒙古族人肠道中乳酸菌和双歧杆菌菌种多样性,为在种水平上解析肠道中乳酸菌和双歧杆菌多样性提供了新的研究思路和实施方案。     

属特异性T-RFLP技术在双歧杆菌群落分析中的应用

【目的】以双歧杆菌标准菌株为材料,构建双歧杆菌属特异性末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术,用于微生物群落中双歧杆菌的特异性分析。【方法】采用16S rRNA基因的双歧杆菌属特异性引物,5′-端用HEX荧光标记,结合通用引物1510r进行双歧杆菌特异性PCR扩增,软件模拟酶切后选取Hae III和Alu I进行限制性酶切,对酶切消化产物的荧光标记末端测序得到T-RFLP峰谱图。同时将该技术与实验室已建立的乳酸杆菌属特异性T-RFLP技术相结合,建立多相T-RFLP技术应用于对市面上益生菌产品的时效性检测。【结果】建立的方法能够快速准确地对不同种的双歧杆菌及合生元产品中的益生菌进行定性或半定量分析。【结论】据此,成功搭建T-RFLP技术用于微生态环境中双歧杆菌的检测,并成功将多相T-RFLP技术用于市售益生菌产品的时效性检测。     

特异性单引物PCR

建立特异性单引物PCR,并用于筛选基因克隆重组子。根据α－globin的一段序列设计引物,按照设计好的特性单引物PCR扩增条有α－globin的重组质粒PLNSX－aglobin,具体扩增条件如下：（1）97℃5min变性后,94℃30s,70℃2min30s,30个循环,制备单链模板;（2）94℃1min,12℃5min,16℃3min,18℃3min,20℃3min,22℃3min,25℃1min,30℃3min,37℃3min,72℃6min,低温条件下引物3′端4－5个碱基与所扩单链模板退火配对,扩增得到一系列不同起始位点但同一序列末端长短一的核酸片段;（3）以上述所得片段为模版进行如下条件的扩增：94℃30min,70℃2min,70℃2min,72℃2min,每个循环增加1s）,45个循环。结果,特异性单引物PCR能够从pLNSX－αglobin上扩增出特异带,可有效用于筛选基因克隆重组子。     

双歧杆菌属特征性酶F6PPK测定条件的优化

以两歧双歧杆菌为材料,进行了双歧杆菌属特征性酶F6PPK测定条件的优化。实验首先改良了原初文献(Scardovi法)F6PPK酶活测定中对照反应管的设置,又对双岐杆菌培养时间、细胞破碎方法、底物浓度、比色波长、反应温度等条件进行了优化。实验表明,双岐杆菌培养18 h,收集菌体,以超声波法破碎细胞制备粗酶液,采用4%的底物浓度,将酶液与底物于40℃保温30 min,最终反应物于500 nm比色,所得F6PPK酶活测定结果更可靠。     

单分子测序技术在肿瘤诊断中的应用研究进展

肿瘤的发生发展通常与多个基因的遗传突变、表达异常有关,全面深入地分析肿瘤基因组、转录组及表观遗传组学对于快速剖析疾病特定基因簇及修饰位点至关重要。之前,研究者们主要采用第二代测序技术进行有效信息的挖掘,然而随着研究的不断深入,第二代测序技术表现出诸如序列拼接困难、低丰度难以检出等缺点。因此,单分子测序技术以其独特的优势应运而生,文中主要对单分子测序技术在几种常见肿瘤中的研究现状进行了综述,并展望了其在临床诊断中的应用前景。     

肠道中乳酸杆菌属特异性定量引物的筛选及验证

【目的】乳酸杆菌与人和动物的健康有密切关系,它的存在及含量变化可以作为评价宿主健康的指标之一。在乳酸杆菌定量研究中,特异性引物往往是定量成功的关键。然而,已有引物质量参差不齐,难以保证其特异性。本文旨在通过理论与试验的方法快速筛选出用于定量的乳酸杆菌属特异性引物,同时为今后引物筛选和设计提供理论基础。【方法】查阅文献、挑选出12对基于16S rRNA基因序列设计的乳酸杆菌属引物,通过MEGA 6.0软件确定引物相对位置,计算引物匹配率,以引物相对位置和匹配率为依据重新组合引物,获得理论特异性乳酸杆菌属引物,再通过琼脂糖凝胶电泳和QX200Droplet Digital PCR系统对新组合引物的特异性进行检验。【结果】通过理论与试验相结合的方法确定了一对特异性较好的乳酸杆菌属定量引物Lab1,它的扩增产物大小约300 bp。ddPCR系统检验结果发现其特异性和灵敏性较好,还可以有效定量粪便中的乳酸杆菌。【结论】引物设计理论结合特异性试验这种方法可以快速有效地筛选出特异性较好的引物,同时为今后引物筛选和设计提供理论基础。     

DPSN：扩增子测序引物标准化命名数据库

扩增子测序是目前用来衡量微生物多样性时使用最广泛的测序手段。因为其扩增的需要,所以选择合适的特定引物是必需的,且其对结果影响甚大。probeBase是目前最常用的记录了人工校正后的rRNA探针和引物的数据库。然而,我们发现probeBase中63.58%的引物存在不同程度的注释错误,包括命名重复、命名无规律以及匹配位置错误等。更严重的是,目前主流的短命名方式不具有唯一性,导致对应关系模糊不清。因此,我们定义了更简单可行的短命名标准并开发了新的引物科学命名数据库（DPSN）,并对probeBase里的所有173个引物进行了校正,并新加入了4个新的改良引物以及38个针对大亚基的新引物。新的短命名规则包含3个基本要素：在正链5''端的位置、版本号和方向。此外在前面加入了识别大/小亚基以及主要针对的菌界的标志。使用DPSN,可以快速查找感兴趣区域对应的引物并比较不同版本的差异选择合适的引物。同时还能建立命名与序列的明确一一对应关系,避免歧义。     

双歧杆菌与乳杆菌原生质体的融合及筛选

目的：通过双歧杆菌与乳杆菌的原生质体融合构建耐氧双岐杆菌,以解决双岐杆菌制剂开发中始终存在的“活菌数低”和存活时间短等问题。方法：采用不同浓度的Mutanolysin分别制备长岐杆菌和保加利亚乳杆菌的原生质体,在电场作用下诱导长双岐杆菌原生质体和经56℃热灭活30min的保加利亚乳杆菌原生质体融合,并在双层再生培养基上筛选融合菌株。结果：成功地构建出几种较为稳定的兼具长双岐杆菌和保加利亚乳杆菌生物学特性的融合菌株;其中融合株F2具有良好的耐氧性;且能在有氧、CO2条件下良好生长。结论：通过原生质体融合技术能改良双歧杆菌的严格厌氧特性,有利于对双岐杆菌的开发和应用。     

类群特异性PCR引物设计与评估

本文以真核藻类18SrDNA类群特异性PCR引物的设计与评估为例,详细介绍了如何利用Primrose等一系列程序设计类群特异性PCR引物并评估其敏感性与特异性,并对这一方法的优势与应用类群特异性PCR引物进行群落多样性分析需要注意的问题进行了讨论。     

Dideoxy DNA sequencing with end-labeled oligonucleotide primers

End-labeled oligonucleotide primers may be used effectively as the source of radiolabel in DNA sequencing by the dideoxy method. The approach is demonstrated with various end-labeled oligonucleotides, including a commercially prepared universal primer and a mixed-sequence probe. Single-stranded (M13) or denatured double-stranded template may be used. The end-labeled primers and their extension products may be stored for weeks. The method is useful for identification of clones isolated by oligonucleotide hybridization and it provides a convenient, economical alternative to the use of alpha-labeled deoxynucleoside triphosphate.     

影响荧光终止法PCR循环测序反应的因素

比较了一些影响荧光终止法ＰＣＲ循环测序反应的因素。实验结果显示在Ｂｅｃｋｍａｎ ＣＥＱ２０００自动测序仪上,可读序列长度随着ｐＵＣ１８模板量增加而逐渐增多,当模板量达到１２５ｎｇ时ＤＮＡ可读序列最长,以后随着ｐＵＣ１８量增加测序长度逐渐下降。当引物量是１μｌ时,其测序结果比用０．５μｌ引物时好。在同样模板量情况下,１０μｌ反应体积比５μｌ反应体积可读序列长。     

单分子实时测序技术的原理与应用

单分子DNA测序技术是近10年发展起来的新一代测序技术,也称为第三代测序技术,包括单分子实时测序、真正单分子测序、单分子纳米孔测序等技术。文章介绍了单分子实时(Single-molecule real-time,SMRT)测序技术的基本原理、性能以及应用。与Sanger测序法和下一代测序技术相比,SMRT测序具有超长读长、测序周期短、无需模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新选择。同时,SMRT测序的低准确率备受争议(约85%),其中约93%的错误是插入缺失,因此,其数据应用于基因组组装前需先对数据进行纠错处理。目前,SMRT测序在小型基因组从头测序和完整组装中已有良好应用,并且已经或将在表观遗传学、转录组学、大型基因组组装等领域发挥其优势,促进基因组学的研究。     

不同扩增引物对高通量测序分析盐角草内生真菌多样性的影响

【背景】高通量测序分析作为深入了解环境微生物群落组成的重要方法,已成为植物内生真菌多样性研究的有效手段,然而由于引物的扩增差异,采用不同引物可对实验结果分析造成影响。同时,盐角草作为世界上最耐盐的植物之一,存在着多种功能性的内生真菌,而较为全面介绍其内生真菌组成和多样性的报道鲜见。【目的】为了揭示盐角草内生真菌的多样性,解析不同扩增引物对内生菌多样性分析的影响。【方法】分别采用真菌高通量测序常用引物对ITS1-5F、ITS1-1F、ITS2对采自乌鲁木齐达坂城盐湖的盐角草内生真菌进行扩增,开展其内生真菌OTU的分析。【结果】通过不同引物对扩增并测序共获得102个盐角草内生真菌OTU,涉及真菌界8个门和未分类菌群,其中子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势,其次为担子菌门(Basidiomycota);在属层次上,盐角草内生真菌共涉及64个属及20个未分类属,其中Alternaria、Cladosporium、Podospora等3个属为盐角草内生真菌优势菌群。对不同引物对扩增测序结果分析表明,不同引物对扩增对分析内生真菌OTU数量和种类具有明显的影响,在全部所得的102个OTU中,...     

单分子实时测序技术在环境微生物研究中的应用

1975年,第一个cDNA的基因组——噬菌体фX174基因组的测序完成,标志着测序时代的开始。1996年以来人类基因组计划的发起极大地推动了测序技术的应用和发展,第二代测序技术也被称为高通量测序技术。而单分子DNA测序技术是最近10年内发展起来的新一代的测序技术,称为第三代测序技术,其中包括单分子实时测序(Single molecule real time sequencing,SMRT)、真正单分子测序和单分子纳米孔测序等技术。SMRT测序技术有超长读长、测序周期短、不需要模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新的选择。本文综述了SMRT测序技术的基本原理、性能以及它在微生物16S rRNA基因、微生物全基因组以及微生物宏基因组测序等方面的应用,并分析了SMRT测序技术在环境微生物应用中的优势以及存在的问题。     

DNA sequencing by synthesis with degenerate primers

The degenerate primer-based sequencing Was developed by a synthesis method(DP-SBS)for high-throughput DNA sequencing,in which a set of degenerate primers are hybridized on the arrayed DNA templates and extended by DNA polymerase on microarrays.In this method,adifferent set of degenerate primers containing a give nnumber(n)of degenerate nucleotides at the 3'-ends were annealed to the sequenced templates that were immobilized on the solid surface.The nucleotides(n 1)on the template sequences were determined by detecting the incorporation of fluorescent labeled nucleotides.The fluorescent labeled nucleotide was incorporated into the primer in a base-specific manner after the enzymatic primer extension reactions and nine-base length were read out accurately.The main advanmge of the DP-SBS is that the method only uses very conventional biochemical reagents and avoids the complicated special chemical reagents for removing the labeled nucleotides and reactivating the primer for further extension.From the present study,it is found that the DP-SBS method is reliable,simple,and cost-effective for laboratory-sequencing a large amount of short DNA fragments.     

Use of allele-specific sequencing primers is an efficient alternative to PCR subcloning of low-copy nuclear genes

Direct Sanger sequencing of polymerase chain reaction (PCR)-amplified nuclear genes leads to polymorphic sequences when allelic variation is present. To overcome this problem, most researchers subclone the PCR products to separate alleles. An alternative is to directly sequence the separate alleles using allele-specific primers. We tested two methods to enhance the specificity of allele-specific primers for use in direct sequencing: using short primers and amplification refractory mutation system (ARMS) technique. By shortening the allele-specific primer to 15-13 nucleotides, the single mismatch in the ultimate base of the primer is enough to hinder the amplification of the nontarget allele in direct sequencing and recover only the targeted allele at high accuracy. The deliberate addition of a second mismatch, as implemented in the ARMS technique, was less successful and seems better suited for allele-specific amplification in regular PCR rather than in direct sequencing.     

链霉菌看家基因引物的设计与验证

看家基因的扩增与测序是进行多基因系统进化分析首先需要解决的问题。针对链霉菌这一群高(G C)mol%革兰氏阳性细菌,选定4个看家基因:atpD、recA、rpoB和trpB,利用NCBI数据库中已有的2个链霉菌和3个分枝杆菌的全基因组序列,以及另两个链霉菌的recA基因序列,通过软件分析设计了各基因的扩增和测序引物,并优化了扩增反应条件。从所试验的55株链霉菌中,均特异地扩增出了上述4个基因的片段,并成功进行了序列测定,验证了所设计引物的实用性。所归纳的引物设计方法可用于高(G C)mol%革兰氏阳性细菌的其它看家基因,以促进多基因系统进化研究的开展。