【摘 要】
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猪瘟(Classical Swine Fever,CSF)是一种高度传染性猪疫病,几乎在全世界范围内流行,给生猪养殖造成重大损失。近年来,由于非典型猪瘟增多、猪瘟与其他病毒混合感染以及疫苗免疫失败等现象频繁发生,使得猪瘟在我国一直难以被根除。如何不依赖实验设备进行快速可靠地现场检测,从而实现对猪瘟有效地预防与控制,成为养殖行业及科研工作者们亟待解决的问题。而如今,Cas9、Cas12和Cas13蛋
【基金项目】
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深圳市技术攻关项目(JSGG20180507182028625); 广东省区域联合基金-重点项目(2019B1515120059);
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猪瘟(Classical Swine Fever,CSF)是一种高度传染性猪疫病,几乎在全世界范围内流行,给生猪养殖造成重大损失。近年来,由于非典型猪瘟增多、猪瘟与其他病毒混合感染以及疫苗免疫失败等现象频繁发生,使得猪瘟在我国一直难以被根除。如何不依赖实验设备进行快速可靠地现场检测,从而实现对猪瘟有效地预防与控制,成为养殖行业及科研工作者们亟待解决的问题。而如今,Cas9、Cas12和Cas13蛋白切割活性的发现,激发了人们开发新型核酸检测工具的兴趣。本研究通过摸索实践建立起了Cas12a以及Cas13a介导的猪瘟病毒核酸检测体系,并将其应用于代替猪瘟病毒临床样本的活疫苗检测中。主要结果如下:(1)通过比对分析获取猪瘟病毒(Classical Swine Fever Virus,CSFV)的保守序列,并成功将该序列插入用于检测的标准质粒p UC57-CSFV中,作为后续检测CSFV的模板。(2)对CSFV的保守片段分别运用了PCR(Polymerase Chain Reaction)和RPA(Recombinase Polymerase Amplification)两种扩增方式,分别筛选获得特异性扩增效果最好的1对引物,并利用这对引物对上述两种扩增方式进行了灵敏度测定,结果表明,两种扩增方式所扩增出的片段,经过产物纯化,灵敏度均在7×10~3copies/μL。(3)建立了基于CRISPR-Cas12a系统检测CSFV的方法。掌握CRISPR-Cas12a的sg RNA(Single guide RNA)设计技巧,并筛选获得猪瘟病毒检测最适sg RNA,当反应温度在37℃,反应时间为30 min,且使用Cas12a-ss DNA-reporter1号探针时,报告系统荧光值达到最大,特异性良好,与非洲猪瘟病毒(p UC57-ASFV)、猪呼吸与繁殖障碍综合征病毒(p UC57-PRRSV)标准质粒均没有反应,将建立的CRISPR-Cas12a检测系统结合RPA等温扩增方式进行一管法检测,其灵敏度可低至7×10~0copies/μL,此外,一管法体系成功运用于猪瘟活疫苗的检测。(4)建立基于CRISPR-Cas13a系统检测CSFV的方法。将RPA扩增与CRISPR-Cas13a结合,对p UC57-CSFV质粒进行梯度稀释用来评估该方法的灵敏性。CRISPR-Cas13a检测体系中的Cas13a-ss RNA-reporter1号探针的效果好,该方法在反应温度37℃,反应时间为25 min时,荧光值达到最大,特异性良好,与p UC57-ASFV和p UC57-PRRSV所转录出的模板RNA均不发生反应。CRISPR-Cas13a结合等温扩增RPA两步法检测体系的灵敏度可低至7×10~0copies/μL。该体系也同样适用于猪瘟活疫苗中的病毒检测。综上所述,本研究成功建立了Cas12a以及Cas13a介导的猪瘟病毒核酸检测体系,并掌握了Cas12a和Cas13a用于核酸检测的技术原理,可实现各种病毒核酸检测的设计与操作。同时,希望在解决假阳性问题后,能够实现该成果的转化,将该快速可靠且低成本的体系广泛应用到临床样品的检测中去。
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