大家好,今天我想和大家详细解读一篇关于柑橘黄龙病菌亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)的研究论文,题目是《柑橘黄龙病菌亚洲种重复序列分析及其检测引物筛选》。
柑橘黄龙病是由CLas引起的一种严重病害,对柑橘产业造成了巨大的危害。因此,加强对CLas的检测和研究对于防治柑橘黄龙病至关重要。
一、研究背景
以往的研究表明,利用多拷贝重复序列设计引物可以提高黄龙病检测的灵敏度,但重复序列的多态性使得引物检测的稳定性受到影响。为了解决这个问题,研究人员对11个CLas全基因组的重复序列进行了分析,以期获得保守的重复序列,开发通用型的CLas检测引物。
二、材料与方法
CLas基因组:分析了来自NCBI数据库的11个CLas全基因组。
重复序列鉴定及筛选:使用TRF和DACCOR软件鉴定串联重复序列和散在重复序列,筛选出长度≥50bp且在各个菌株中拷贝数均大于3的重复序列。
引物设计与特异性验证:使用Primer Premier 6软件设计引物,并通过TBtools软件电子PCR分析引物的特异性。
黄龙病菌检测:采集112个感染黄龙病的柑橘样品,提取DNA,利用SYBR GreenⅠ染料法进行qPCR病原检测。
田间样品检测:采集50份田间柑橘叶片样品,分别用常规引物CQULas - FR和筛选的引物IR16 - fr检测CLas,比较两者的检测效果。
三、结果与分析
串联重复序列(TRs)鉴定:11个CLas菌株的TRs数量为342 - 398个,平均372个,最大拷贝数为11 - 22个,大部分菌株的最大TRs长度为1014bp,但psy62和gxpsy菌株的最大TRs长度偏小。
散在重复序列(IRs)鉴定:11个CLas菌株的IRs数量为17 - 48个,平均24个,所有菌株的IRs最大拷贝数均为5个,gxpsy和TaiYZ2菌株的最大IRs长度分别为7879bp和5114bp,其余菌株为5793bp。
重复序列筛选:从11个菌株中筛选出384个≥50bp的重复序列,去除冗余后获得53个重复序列的序列库,其中仅有4个重复序列的拷贝数量≥3,并基于这些重复序列设计了6对引物。
引物扩增效果分析:6对引物均能从112个柑橘黄龙病样品中检测出CLas,熔解曲线吸收峰单一,熔解温度稳定。当DNA浓度稀释至10⁻⁴时,IR16 - fr的Ct值最低,检出率最高,说明其灵敏度最高。
田间样品检测:CQULas - FR的检出率为20%,IR16 - fr的检出率为26%,在未表现症状的样品中,IR16 - fr检测到CLas的数量比CQULas - FR多3个。
四、讨论
不同CLas菌株在串联重复序列的总数量和最大拷贝数上存在明显差异,因此在利用重复序列设计引物时,需要考虑检测靶标的保守性。
研究发现CLas全基因组中有4段长度>50bp的高拷贝散在重复序列,在11个菌株中具有保守性,为开发通用型CLas特异检测体系提供了参考。
基于5个拷贝重复序列开发的引物IR15 - fr、IR16 - fr,以及基于4个拷贝重复序列开发的引物IR14 - fr,扩增灵敏度均比3个拷贝重复序列开发的引物和单拷贝基因开发的引物(CQULas - FR)高,说明检测的靶标基因拷贝数越高,越有利于灵敏度的提高。
同一重复序列开发的不同引物存在检测灵敏度差异,可能与引物的扩增效率有关,引物扩增效率与引物的二级结构、GC含量、末位碱基、扩增产物大小等因素有关。
五、结论
本研究通过比较11个CLas菌株全基因组的重复序列,发现了4段长度>50bp的高拷贝散在重复序列,它们的重复数量和序列在11个CLas菌株中均具有保守性。基于这4段重复序列,开发了CLas特异的6对引物,并筛选到IR16 - fr引物具有稳定的扩增特征和较高的灵敏度,可为田间CLas高效率检测提供技术支撑。
希望这篇解读文章能帮助大家更好地理解这篇论文的内容,也希望对柑橘黄龙病的研究和防治有所帮助。
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