设计了“实时荧光定量PCR分析IPTG诱导EGFP基因在大肠杆菌中的异源表达”实验,研究IPTG诱导浓度和温度对EGFP基因表达的影响。结果表明,IPTG浓度为270μmol/L、诱导温度为16℃、诱导时间为18 h的条件下,EGFP mRNA的表达量最大。通过该实验的学习,使学生掌握实时荧光定量PCR的相关实验原理、技术以及实时荧光定量PCR仪的使用,培养学生的科研能力和综合素质。

实时定量PCR技术是生命科学研究领域中的常用实验技术,为将其引入本科实验教学,课程组设计了"实时定量PCR分析不同浓度IPTG对启动子活性的调节作用"这一综合性实验内容。实验将RNA提取、反转录PCR、SYBR GreenⅠ染料法实时定量PCR和绝对定量分析串联起来,以获得启动子利用效率的变化情况,使学生通过实验教学能够深入、全面、系统地理解和掌握实时定量PCR技术,提高学生的综合能力和科研素养。

荧光实时定量PCR技术是近年来快速发展起来的一门新技术,它是核酸探针技术、荧光共振能量传递技术(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)和PCR技术的有机结合。与常规PCR相比,它具有特异性更强、有效解决PCR污染问题、自动化程度高、能较准确定量等特点。本文综述了荧光实时定量PCR技术的基本原理及几种广泛应用的荧光化学方法,并概述了荧光实时定量PCR技术在水产养殖研究领域的应用现状,并对荧光实时定量PCR技术的应用前景进行了展望。

为准确、快速、便捷检测出土壤中根肿病菌休眠孢子量,应用所建立的根肿病菌实时荧光定量聚合酶链式反应检测技术,测定了湖南湘潭县响水乡、长沙县路口镇、桃江县桃花江镇十字花科作物根肿病发生地的42份土样的休眠孢子数量。检测结果表明,40份土样的根肿病菌休眠孢子量为(2.76×104~4.37×106)个/g;休眠孢子量≥104个/g的土壤均有根肿病发生,而休眠孢子量为8.42×102、9.78×102个/g的2份土样未发生根肿病,说明当土壤中根肿病菌休眠孢子量≥104个/g时,根肿病害易发生。

针对虚拟仿真实验教学系统中场景不够真实的问题,文章对实时光影技术的应用开展了研究工作。首先,介绍了实时光影技术的背景,总结了光线跟踪算法、辐射度算法、阴影图算法等技术;其次,以采矿与安全虚拟仿真教学系统为例,研究了系统对实时光影算法的选择应用模式,分析了相关参数的设定方法;最后,通过同一项目场景在不同光影设置下的对比,从主观和客观评价两方面,说明了实时光影技术的应用对系统真实感提升具有良好的效果。

植物光合作用是植物生理学及相关课程的重要研究内容,而叶绿素荧光分析技术是快速、准确探测植物生理状况的重要技术手段。该文设计了综合性设计性实验项目"利用叶绿素荧光分析技术研究不同温度和水分条件对植物光合作用的影响",研究不同温度和水分胁迫对植物光合特性的影响。该实验项目的实施,能够使学生熟悉调制叶绿素荧光仪的工作原理,掌握叶绿素荧光分析技术,从而提高学生独立开展科研项目的能力以及创新意识和创新能力。

为了建立一种快速检测镰孢菌属的方法。根据Fusarium翻译延伸因子(TEF-1α)基因序列,设计并筛选其特异性引物F8-1/F8-2,能从靶标基因组DNA中特异性扩增出大小为187 bp的目的片段,建立Fusarium荧光定量PCR(RT-PCR)检测体系的灵敏度比常规PCR高104倍,且特异性良好。利用该反应体系检测不同湿度环境下病残体和土壤病残体DNA含量的动态变化。结果表明:病残体及土壤病残体DNA初始拷贝数分别为6. 90×10~(11),1. 06×10~(12)拷贝数/g,经过温度27℃、80%湿度下处理30 d病残体DNA含量下降至5. 55×10~8和0拷贝数/g,而在温度27℃、20%湿度下含量分别为8. 04×10~9,1. 30×10~9拷贝数/g。因此,建立的Fusarium实时荧光定量PCR检测体系具有特异性强、灵敏度高的特点,可以快速准确地定量检测病残体DNA的含量,为瓜类根腐病的早期预防和流行监测提供了有效的技术手段。

【目的】建立一种能够快速、灵敏地检测猪细小病毒(PPV)的SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR方法。【方法】根据GenBank中的PPVVP2基因序列,设计并合成1对引物。通过常规PCR,扩增猪细小病毒VP2基因,并将其纯化的PCR产物克隆入pGEM-T Easy载体中,构建重组质粒。对扩增程序中的荧光染料浓度、引物浓度和Mg2+浓度条件进行优化,建立最佳的荧光定量PCR反应体系和标准曲线。以阳性重组质粒为模板,建立SYBRGreenⅠ荧光定量PCR方法,对其灵敏性、特异性和重复性进行检验。应用建立的SYBR GreenⅠ荧光定量PCR方法,对临床60份疑似PPV病料进行检测,同时与血凝试...

【目的】建立一种实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR)检测番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,To CV)的方法,用于测定田间植株样品及其传毒媒介烟粉虱(Bemesia tabaci)中To CV的含量。【方法】首先根据To CV次要外壳蛋白(minor coat protein,CPm)基因的保守区域序列,运用Primer 3.0在线软件设计To CV特异性检测引物To CVq F和To CVq R,并通过Primer-BLAST进行比对保证检测引物的特异性;其次分别以感染To CV、番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)、番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)的番茄样品为模板,应用该对引物进行To CV基因片段的克隆鉴定;将阳性克隆样品放入含有氨苄青霉素的LB液体培养基中扩大培养,并提取质粒,获得To CV质粒标准品,将To CV质粒标准品按10倍浓度梯度稀释,建立标准曲线;同样以按10倍浓度梯度稀释的To CV质粒标准品为模板,同时运用RT-q PCR和反转录PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR),比较这两种方法检测To CV的灵敏度;最后应用该方法对田间采集的8份疑似To CV感染的番茄样品以及获毒24 h后的单头烟粉虱进行病毒检测,结合扩增曲线、熔解曲线和Ct值对待测样品中的带毒情况和带毒量进行测定。【结果】在感染To CV的番茄样品和阳性对照中,引物To CVq F和To CVq R均能够特异扩增出To CV CPm基因片段,目的片段大小为230 bp,而在感染TYLCV、TSWV的番茄样品、健康番茄样品和空白对照中,该对引物则无法扩增出特异性目的条带,说明该对引物特异性较强;构建To CV的RT-q PCR标准曲线结果表明,随着To CV质粒标准品模板浓度逐渐降低,Ct值出现递增趋势,并且在质粒标准品浓度2.7×103—2.7×109 copies/μL范围内,To CV标准曲线Ct值同质粒标准品浓度之间呈现良好的线性关系,扩增效率为100%,决定系数R2=0.9911,直线方程为y=-3.32×lgx+40.06(y代表循环阈值即Ct值,x代表质粒初始浓度),该曲线将用于To CV含量的测定。RT-q PCR灵敏度检测结果表明,该方法能够检测出的To CV质粒标准品最低浓度为2.7×103 copies/μL,而常规RT-PCR仅能够检测出2.7×105 copies/μL的病毒样品,通过RT-q PCR法检测To CV比常规RT-PCR法灵敏100倍。该方法能成功检测出田间植物样品携带To CV情况,8份疑似To CV感染的番茄样品中有6份携带To CV,同常规RT-PCR检测结果一致,结合标准曲线计算出感染To CV的番茄样品带毒量分别为2.48×105、2.21×105、7.97×104、3.74×107、3.37×107、2.78×106 copies/μL;烟粉虱获毒24 h后,携毒率为100%,单头烟粉虱最高带毒量为2.55×104 copies/μL,最低为6.46×102 copies/μL。【结论】建立的RT-q PCR检测To CV的方法特异性强、灵敏度高,可以实现植物样品和媒介昆虫携带To CV情况和病毒含量的检测,可为To CV的准确、有效监测和预警提供技术支持。

【目的】大蒜黑腐病菌（ＥｍｂＥｌｌｉｓｉａ ａｌｌｉｉ（ＣａｍｐａｎｉｌＥ）ｓｉｍｍｏｎｓ）的检疫鉴定主要采用形态鉴定方法。不仅耗时长，而且大蒜黑腐病菌与本属其他种以及其他属的分生孢子非常相似，极难分辨，需要建立快速、有效的分子诊断方法。研究旨在建立实时荧光定量ｐＣＲ（ＲＥａｌ－ｔｉｍＥ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖＥ ｐＣＲ，ｑ ｐＣＲ）体系以准确、灵敏地鉴定大蒜黑腐病菌。【方法】从ｎＣｂｉ的ＧＥｎ ｂａｎｋ数据库中，选取大蒜黑腐病菌和其他大蒜病害以及近似种的３－磷酸甘油脱氢酶（Ｇｐｄ）基因核酸序列数据１５种，应用引物设计软件ｐＲｉｍＥＲ ＥｘｐＲＥｓｓ，根据探针设计原则从理论上选出１条探针和３对．．．

【目的】大蒜黑腐病菌(Embellisia allii(Campanile)Simmons)的检疫鉴定主要采用形态鉴定方法。不仅耗时长,而且大蒜黑腐病菌与本属其他种以及其他属的分生孢子非常相似,极难分辨,需要建立快速、有效的分子诊断方法。研究旨在建立实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,q PCR)体系以准确、灵敏地鉴定大蒜黑腐病菌。【方法】从NCBI的Gen Bank数据库中,选取大蒜黑腐病菌和其他大蒜病害以及近似种的3-磷酸甘油脱氢酶(gpd)基因核酸序列数据15种,应用引物设计软件Primer express,根据探针设计原则从理论上选出1条探针和3对...

【目的】建立荧光定量PCR体系以准确灵敏的鉴定小麦黑穗菌(Tilletia controversa Kühn,TCK)【方法】根据筛选的TCK独有差异基因片段(1322bp)设计特异性引物对CQUTCK4/CQUTCK5和TaqMan探针CQUP1,建立SYBRGreenⅠ荧光染料法和TaqMan水解探针法定量PCR检测体系,并对体系进行优化。【结果】建立的两套定量PCR检测体系的检测下限相当,可达到0.1fg,对应的拷贝数为2.31×104个,检测灵敏度比常规PCR高2～3个数量级,均可成功鉴别出TCK与小麦网腥黑穗病菌(Tilletiacaries(DC)Tul,TCT),并可快速准确检测...

以黄金梨不同发育时间的新梢茎尖为试材,应用实时荧光定量PCR技术,对18S rRNA、Actin、GAPDH和S19这4个常用内参基因在梨茎尖组织中的表达稳定性进行了评估。GeNorm软件分析显示,它们表达稳定度的平均值(M)依次是0.365,0.392,0.457和0.517,即表达稳定性从高到低的排序是:Actin>18S rRNA>GADPH>S19。选择Actin作为校正内参基因,对处于不同发育时期的新梢茎尖组织中贝壳杉烯氧化酶基因PpKO的表达量进行研究,发现该基因在新梢生长过程中出现2次表达高峰,基本与春梢、秋梢的快速生长期吻合,且秋梢中的表达量远高于春梢。

[目的]筛选适用于杉木不同组织荧光定量PCR分析的稳定内参基因,提高杉木实时荧光定量PCR试验准确性,为杉木体内各个基因表达分析提供合适内参基因。[方法]通过实时荧光定量PCR获取GAPDH、EF1α、18S rRNA、28S rRNA、UBQ、UBC与Actin 7个候选内参基因在杉木无性系的根、茎和叶中的溶解曲线与Ct值;利用软件geNorm、Normfinder和BestKeeper对候选内参基因的表达稳定性进行评价;通过分析2个纤维素合酶基因ClCesA1和ClCesA2在杉木不同组织部位的相对表达情况,对候选内参基因的稳定性进行验证。[结果]geNorm、Normfinder和BestKeeper分析结果均表明:在杉木根和茎中最稳定的内参基因是EF1α和Actin; geNorm、Normfinder结果显示杉木叶中稳定的内参基因是UBQ和EF1α, BestKeeper显示杉木叶中最稳定合适内参基因是EF1α和Actin。以Actin与EF1α作为内参基因,荧光定量PCR分析表明,ClCesA1和ClCesA2基因的相对表达量在杉木不同组织中均有所不同,ClCesA2的相对表达量在各个组织中均高于ClCesA1。以不同内参基因作为试验内参基因分析ClCesA1和ClCesA2的表达情况得到,ClCesA1和ClCesA2在各个组织中的相对表达量排序主要为茎>叶>根。[结论]7个候选内参基因中,杉木不同组织中稳定表达的为Actin与EF1α,适合作为表达分析的内参基因;28S rRNA的表达稳定性低,不适合作为杉木定量PCR分析的理想内参基因。

为克服现有小瓜虫病的显微镜检和PCR诊断等方法在该寄生虫的感染早期阶段和环境样本检测中存在的缺陷，建立特异性强、灵敏度高的多子小瓜虫PCR检测方法，实验根据多子小瓜虫线粒体COⅠ序列设计和筛选了一对引物，经过PCR程序优化、特异性、灵敏性验证以及临床和环境样品检测分析，分别建立了普通PCR和荧光定量PCR检测方法。结果显示，本研究获得的检测引物对多子小瓜虫有较高的扩增特异性，对同属纤毛虫类的草履虫、四膜虫和肠袋虫以及常见养殖鱼类宿主异育银鲫、草鱼、尼罗罗非鱼和团头鲂等样本均无扩增；扩增特异性和灵敏度都优于文献报道的方法。其中，普通PCR最低检测的样本浓度为掠食体2.67个/μL，荧光定量PCR在掠食体0.02个/μL时依然能有效检出，荧光定量PCR检测灵敏度高于普通PCR。研究表明，在临床样本和养殖水环境样本检测应用中，基于该引物的两种PCR方法表现出很高的一致性，能有效检出潜伏感染鱼体和养殖水环境中的多子小瓜虫。本研究所建立的多子小瓜虫的检测方法特异性强、灵敏度高，适用于淡水养殖中小瓜虫病的早期诊断和病原体的检测。