數(shù)字PCR技術(shù)及其在檢測領(lǐng)域的應用
發(fā)布時間:2022-01-03 08:41
隨著分子生物學技術(shù)的不斷發(fā)展和需求的多樣化,用于核酸檢測的各種PCR衍生技術(shù)應運而生。數(shù)字PCR是一種單分子水平的大規(guī)模分區(qū)擴增定量核酸檢測技術(shù)。該技術(shù)以微腔室/微孔或微滴作為PCR反應器,無需校準物和繪制標準曲線即可實現(xiàn)對樣品初始濃度的絕對定量,具有高靈敏度、高特異性和高精確度的特點。本文詳細介紹了數(shù)字PCR的技術(shù)發(fā)展史、作用原理以及儀器平臺類型,系統(tǒng)闡述了數(shù)字PCR在轉(zhuǎn)基因檢測、疾病診斷、環(huán)境及食品監(jiān)管等方面的應用概況,并對該技術(shù)的應用前景進行了展望,以期對未來數(shù)字PCR的開發(fā)利用提供參考。
【文章來源】:遺傳. 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
數(shù)字PCR的作用原理
生物技術(shù)的迅猛發(fā)展促進了轉(zhuǎn)基因作物的誕生。在轉(zhuǎn)基因植物研究中,為確保轉(zhuǎn)基因植物的穩(wěn)定整合和遺傳,通常會選擇單拷貝的純合轉(zhuǎn)基因植株作為進一步研究的對象,而且純合子個體的檢測和隨后的選擇是促進轉(zhuǎn)基因植物從實驗室轉(zhuǎn)移到大田的關(guān)鍵。此外,在轉(zhuǎn)基因作物進入市場前,各個國家、組織和地區(qū)都制定了明確的政策和法規(guī)進行監(jiān)管,轉(zhuǎn)基因作物中插入的外源基因拷貝數(shù)是生物安全評價中一項重要內(nèi)容[23]。因此,在進行轉(zhuǎn)基因植株檢測時會根據(jù)需求不同測定其拷貝數(shù)與合子性。先前的研究一般采用Southern blot[24,25]、qPCR[26~28]和NGS[29]等方法進行檢測。但以上檢測方法均存在一定程度的缺陷。Southern blot可確定被檢轉(zhuǎn)基因植株的拷貝數(shù),也可根據(jù)雜交信號亮度差異區(qū)分雜合與純合植株,但模板需求量大而且對DNA質(zhì)量要求較高,耗時繁瑣而且若采用同位素標記探針還會有輻射影響[30]。采用qPCR對于轉(zhuǎn)基因植株的合子性進行檢測,不同的實驗室獲得結(jié)果存在爭議:或主張該方法無法區(qū)分純合子與雜合子;或可通過精確的擴增條件進行有效區(qū)分雜合子[26]。若以qPCR檢測轉(zhuǎn)基因植株的拷貝數(shù),對于基因組較大的轉(zhuǎn)基因植株則無法區(qū)分一個或兩個拷貝,需達到2倍以上的差異[31]。dPCR在轉(zhuǎn)基因植株拷貝數(shù)及其雜合子鑒定方面具有模板用量少、節(jié)省時間及勞動量和結(jié)果更為精準的優(yōu)勢。在玉米(Zea mays L.)中,采用qPCR和ddPCR兩種方法均可成功檢測出轉(zhuǎn)基因玉米雜合子,但ddPCR因其可直接絕對定量而更為便捷[32]。目前已建立了適用于水稻(Oryza.sativa L.)、柑橘(Citrus sinensis L.)、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)、玉米(Zea mays L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)和小麥(Triticum aestivum L.)6種轉(zhuǎn)基因作物外源基因拷貝數(shù)的ddPCR檢測體系[33]。3.1.2 dPCR對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品成分的檢測
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物基因組編輯檢測方法[J]. 劉春霞,耿立召,許建平. 遺傳. 2018(12)
[2]數(shù)字PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因成分檢測中的應用[J]. 付海濱,閆超杰,李姝,劉曉超,張敏. 遼寧農(nóng)業(yè)科學. 2017(01)
[3]利用QuantStudioTM 3D數(shù)字PCR分析轉(zhuǎn)基因玉米MON863含量[J]. 胡佳瑩,姜羽,楊立桃. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報. 2016(08)
[4]數(shù)字PCR技術(shù)原理及應用[J]. 李春勇. 生物技術(shù)世界. 2014(11)
[5]基因槍轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因水稻中外源基因整合與表達規(guī)律研究[J]. 華志華,朱雪峰,林鴻生,高振宇,錢前,顏美仙,黃大年. 遺傳學報. 2001(11)
本文編號:3565960
【文章來源】:遺傳. 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
數(shù)字PCR的作用原理
生物技術(shù)的迅猛發(fā)展促進了轉(zhuǎn)基因作物的誕生。在轉(zhuǎn)基因植物研究中,為確保轉(zhuǎn)基因植物的穩(wěn)定整合和遺傳,通常會選擇單拷貝的純合轉(zhuǎn)基因植株作為進一步研究的對象,而且純合子個體的檢測和隨后的選擇是促進轉(zhuǎn)基因植物從實驗室轉(zhuǎn)移到大田的關(guān)鍵。此外,在轉(zhuǎn)基因作物進入市場前,各個國家、組織和地區(qū)都制定了明確的政策和法規(guī)進行監(jiān)管,轉(zhuǎn)基因作物中插入的外源基因拷貝數(shù)是生物安全評價中一項重要內(nèi)容[23]。因此,在進行轉(zhuǎn)基因植株檢測時會根據(jù)需求不同測定其拷貝數(shù)與合子性。先前的研究一般采用Southern blot[24,25]、qPCR[26~28]和NGS[29]等方法進行檢測。但以上檢測方法均存在一定程度的缺陷。Southern blot可確定被檢轉(zhuǎn)基因植株的拷貝數(shù),也可根據(jù)雜交信號亮度差異區(qū)分雜合與純合植株,但模板需求量大而且對DNA質(zhì)量要求較高,耗時繁瑣而且若采用同位素標記探針還會有輻射影響[30]。采用qPCR對于轉(zhuǎn)基因植株的合子性進行檢測,不同的實驗室獲得結(jié)果存在爭議:或主張該方法無法區(qū)分純合子與雜合子;或可通過精確的擴增條件進行有效區(qū)分雜合子[26]。若以qPCR檢測轉(zhuǎn)基因植株的拷貝數(shù),對于基因組較大的轉(zhuǎn)基因植株則無法區(qū)分一個或兩個拷貝,需達到2倍以上的差異[31]。dPCR在轉(zhuǎn)基因植株拷貝數(shù)及其雜合子鑒定方面具有模板用量少、節(jié)省時間及勞動量和結(jié)果更為精準的優(yōu)勢。在玉米(Zea mays L.)中,采用qPCR和ddPCR兩種方法均可成功檢測出轉(zhuǎn)基因玉米雜合子,但ddPCR因其可直接絕對定量而更為便捷[32]。目前已建立了適用于水稻(Oryza.sativa L.)、柑橘(Citrus sinensis L.)、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)、玉米(Zea mays L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)和小麥(Triticum aestivum L.)6種轉(zhuǎn)基因作物外源基因拷貝數(shù)的ddPCR檢測體系[33]。3.1.2 dPCR對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品成分的檢測
【參考文獻】:
期刊論文
[1]植物基因組編輯檢測方法[J]. 劉春霞,耿立召,許建平. 遺傳. 2018(12)
[2]數(shù)字PCR技術(shù)在轉(zhuǎn)基因成分檢測中的應用[J]. 付海濱,閆超杰,李姝,劉曉超,張敏. 遼寧農(nóng)業(yè)科學. 2017(01)
[3]利用QuantStudioTM 3D數(shù)字PCR分析轉(zhuǎn)基因玉米MON863含量[J]. 胡佳瑩,姜羽,楊立桃. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報. 2016(08)
[4]數(shù)字PCR技術(shù)原理及應用[J]. 李春勇. 生物技術(shù)世界. 2014(11)
[5]基因槍轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因水稻中外源基因整合與表達規(guī)律研究[J]. 華志華,朱雪峰,林鴻生,高振宇,錢前,顏美仙,黃大年. 遺傳學報. 2001(11)
本文編號:3565960
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/swxlw/3565960.html
最近更新
教材專著