资料来源: 实验室的博士伊恩胡椒和博士查尔斯称-亚利桑那大学
演示作者: 布拉德利施密茨
定量聚合酶链反应 (qPCR),也被称为实时 pcr 技术,是一种广泛用于分子技术用于枚举在环境中的微生物。在这种方法,量化微生物是很大程度上限于古典文化为基础的技术。然而,培养微生物从环境样品可以尤其具有挑战性,并且它一般认为,尽可能少的为 1 到 10%的目前在环境样品中微生物的检出使用这些技术。QPCR 环境微生物学研究中的到来因此拥有先进领域大大,从而更准确地测定等致病微生物的浓度环境样品中的病原体。然而,qPCR 应用微生物技术作为一个重要限制是活生生的、 可行的人口不能区分处于非活动状态或非生物的种群。
该视频演示 qPCR 检测辣椒轻斑驳病毒环境水样中的使用。
QPCR 背后的基本原则是产品的常规 PCR — — 重复周期的引物退火对模板、 断裂伸长率的 PCR 产物的变性从模板,导致指数扩增的感兴趣,称为"扩增子",从一个池的起始原料的靶序列相同。QPCR 的创新在荧光化学物质加入的反应,在每个周期直接要由专门补足可视化中"实时"允许 PCR 产物的合成,使它能够量化的原始样品中的模板序列。通常按照阈值周期 (Ct,也被称为量化周期或 Cq),是 PCR 循环的荧光灯产品量超出背景水平的测定量。
量化可以是相对的一个序列的 Ct值相比另一个标准或控制序列。或者,如果旁边样品反应中运行一系列已知数量的 DNA,DNA 量荧光值相比"标准曲线"可以生产,并允许 DNA 样本以绝对量化。
在一个 qPCR 方法,一小段 DNA,称为探针,被设计用来对抗感兴趣的特定目标序列。探针化学附加到一种荧光染料,以及抑制在接近的接近度时染料的荧光信号"淬火"分子。聚合酶,合成 DNA 产品,已有辱人格的 DNA 的活动会导致从探头,因而从猝灭剂分离染料和允许被检测到的荧光信号释放荧光分子。以后每个 PCR 荧光水平被定量测量的周期,增加信号强度关联到更高水平的扩增的靶序列 (称为"扩增") 目前在环境样品内。
1.样品采集
2.核酸提取
3.反向转录
4.设置 qPCR
5.qPCR 操作
试剂 | 序列 (5' → 3') | 卷 (μ L 嗯) | 最后混凝土 |
向前的底漆 | GAGTGGTTTGACCTTAACGTTTGA | 2.25 | 900 毫微米 |
反向引 | TTGTCGGTTGCAATGCAAGT | 2.25 | 900 毫微米 |
探头 | FAM-CCTACCGAAGCAAATG-BHQ1 | 1.0 | 200 毫微米 |
表 1。示例引物和探针序列检测辣椒轻斑驳病毒。
试剂 | 卷 (μ L 嗯) | 井数 | 主混音音量 (μ L) |
LC 480 混合 | 12.5 | 26 | 325 |
分子的 H2O | 4.5 | 117 | |
向前的底漆 | 2.25 | 58.5 | |
反向引 | 2.25 | 58.5 | |
探头 | 1.0 | 26 | |
总计 | 22.5 | 585 |
表 2。个别反应和主混合试剂卷。
能够量化目标基因组部分副本使用 qPCR 技术是在大量的科学领域中的重要性。示例应用程序包括:
(1) 枚举在水、 土壤、 粮食、 曲面等病原体。
实时荧光定量 PCR 用于枚举在各种环境中的病原体。爆发,水和土壤的样本可以分析感兴趣要查找源造成传播的病原体。然后可以进一步分析源,枚举浓度的病原体,并确定出的污染物量。例如,在爆发期间诺瓦克样病毒引起严重的胃肠炎、 呕吐和腹泻到乘客的游轮上,水和食物样品可能受到实时荧光定量 PCR 来标识源的病毒,如不妥善处理,所载高粪便污染的水。
(2) 将减少病原微生物测定废水处理
未经处理的污水水含有丰富的致病微生物,因此必须以保障公众健康治疗。水样品可以收集废水处理火车,沿不同点处使用和分析 qPCR 来确定病原微生物包括病毒含量减少。计算的减少然后提供有价值的信息,至于成效污水处理过程和潜在水重用应用程序。
(3) 测量在环境中的功能基因标记
微生物群落的变化在会员及活动造成环境压力的波动。这些变化可以通过可能由特定环境应激激活的功能基因的分析监控。实时荧光定量 PCR 可用于量化样品中微生物群落活动监视的更改这些基因的表达。例如,qPCR 允许微生物生态学家量化为在人为污染物在土壤环境中的生物降解途径激活基因的表达。
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