中国公共卫生  2009, Vol. 25 Issue (1): 113-114   PDF    
大连市伤寒沙门菌扩增片段长度多态性分型
刘丹红1, 薄志坚1, 洪梅2, 万强1, 王敏1, 吕作芝1     
1. 辽宁省大连市疾病预防控制中心微生物检验所, 116021;
2. 大连市卫生监督所
摘要: 目的 运用扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析辽宁省大连市2000~2006年伤寒沙门菌分离株的多态性及遗传关系。 方法 采用PstⅠ/Mse Ⅰ型内切酶,选择9种引物组合对30株不同来源的菌株进行AFLP分子分型。 结果 30株不同来源的伤寒沙门菌分为29个AFLP基因型,呈现丰富的多态性。 结论 AFLP技术是一种兼具有效性和效率性,适用于伤寒沙门菌分子流行病学研究。
关键词扩增片段长度多态性(AFLP)     伤寒沙门菌     分子分型    
Genotyping of Salmonella typhi sampled in Dalian area by amplified fragment length polymorphism
LIU Dan-hong, BO Zhi-jian, HONG Mei, et al     
Dalian Municipal Center for Disease Control and Prevention (Dalian 116021, China)
Abstract: Objective To analyze the intra specific genetic relationship and polymorphism of the Salmonella typhistrains isolated from stool sample scollected in Dalian area during 2000~2006. Methods Am plified fragment length polymorphism (AFLP) was applied to 30 Samlonella typhiisolates using there striction enzymes PstⅠ/MseⅠ and 9 selective prmierpairs. Results Twenty-nine different AFLP gene types were found among the 30 strains of Samlonella typhi. Conclusion AFLP is a valid and efficient method to research the molecular epidemiology of Samlonella typhi.
Key words: amplified fragment length polymorphism (AFLP)     Samlonella typhi     molecular typing    

为了解大连市不同来源伤寒沙门菌菌株间同源性和遗传关系,本研究应用DNA指纹图谱构建技术-扩增片段长度多态性(AFLP)对分离自大连市和沈阳市散发病例粪便标本的30株伤寒沙门菌进行了分子分型分析。结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 材料

(1)菌株:伤寒沙门菌30株,其中2000~2006年大连地区散发病例分离株28株,2004年沈阳市地区散发病例分离株2株。(2)仪器与试剂:Eppendorf核酸蛋白测定仪(德国Eppendorf公司);PstI/Mse I型扩增片段长度多态性(AFLP)核心试剂(北京鼎国生物技术有限公司)。接头序列分别为:PstⅠ5' > CTCGTAGACTGCGTACATGCA,CATCTGACGCATGT < 5';MseⅠ5' > GACGATGAGTCCTGAG,TACTCAGGACTCAT < 5'。预扩增引物分别为:PstⅠ5' > GACTGCGTACATGCAG < 3' MseⅠ5' > GATGAGTCCTGAGTAAC < 3'。

1.2 方法 1.2.1 基因组DNA制备

采用试剂盒中配备的DNA快速提取系统对分离培养的伤寒沙门菌株进行DNA提取。用1.2%琼脂糖凝胶电泳和Eppendorf核酸蛋白测定仪检测其纯度和含量。

1.2.2 酶切及连接

限制性酶切及接头连接同步进行。限制性酶切及连接反应体系:样品模板DNA4 μl (50 ng/μl),接头(Adapter)1 μl,PstⅠ/MseⅠ内切酶2 μl,10倍反应缓冲液(Reactionbuffer)2.5 μl,10 mmol/L三磷酸腺苷(ATP)2.5 μl,T 4连接酶(T 4-Ligase) 1 μl,无菌去离子水7 μl;混匀离心5 s,37℃保温5 h,8℃保温4 h,4℃过夜。

1.2.3 预扩增反应

预扩增反应体系如下:10倍PCR缓冲液2.5 μl,Taq DNA聚合酶0.5 μl,dNTPs 0.5 μl,预扩增引物(Pre-ampmix) 1 μl,样品DNA 2 μl,加入无菌去离子水至25 μl,混匀,按下列参数进行PCR扩增:94℃变性2 min,然后94℃变性30 s,56℃复性30 s,72℃延伸80 s;30个循环,最后72℃延伸5 min。预扩增产物1:20稀释,作为选择性扩增模板。

1.2.4 选择性扩增与电泳分析

分别选用9对引物组合进行选择性扩增,反应体系如下:预扩增稀释样品2 μl,10倍PCR缓冲液2.5 μl,dNTPs 0.5 μl,PstⅠ引物1 μl,MseⅠ引物1 μl,Taq酶0.5 μl,无菌去离子水17.5 μl,混匀,离心5 s,进行PCR循环。第1轮扩增参数:94℃ 30 s,65℃ 30 s,72℃ 80 s,以后每轮循环复性温度递减1.0℃,扩增10个循环。然后按下列参数扩增:94℃ 30 s,55℃ 30 s,72℃ 80 s;23个循环。扩增产物经4%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,胶图由测序仪软件自动生成。

1.3 统计分析

应用GENESCAN 3.1软件对自动测序仪得到的图片进行数据提取,通过Binthere软件提取样品各片段大小,最后用遗传统计学软件NTSYSpc-2.11F软件进行统计分析,通过树状结构(Treeplot)模块生成聚类图,进行聚类分析。

2 结果 2.1 基因组DNA (图 1)
图 1 菌体总DNA电泳图谱

经Eppendorf核酸蛋白测定仪测定,提取核酸的吸光度A260/A280值在1.8~1.9之间。经1.2%琼脂糖凝胶电泳检测,DNA分子量在20 kb左右,且亮度较大。

2.2 预扩增结果(图 2)
图 2 预扩增电泳图谱

预扩增产物进行1.2%琼脂糖凝胶电泳,可在紫外光下观察到70~1 600 bp间的弥散性条带,提示预扩增反应初步成功,说明预扩增产物众多,片段大小较为接近,难以区分。

2.3 选择性扩增结果(图 3)
1~27,30:大连分离株;28,29:沈阳分离株。 图 3 P-GAA/M-CAA引物选择性扩增后的基因组AFLP图谱

9对引物对所有30株伤寒沙门菌均能扩增出清晰可辨的条带,产生清晰的指纹图谱。除一些弱条带难以重复和分辨外,所有清晰条带均可稳定地重复扩增。供试菌株DNA选扩后产生的清晰条带数目为8~89条,分子量最小片段出现在69 bp位置,最大片段出现在498 bp位置,大多数条带聚集在480 bp以下。

2.4 遗传相似性与聚类分析

不同年份分离株的相似性系数在0.35~0.78之间,多数株处于0.55~0.78间,除2株2001年的菌株在0.78的相似水平上相同外,其余各菌株在遗传上存在22%~65%的差异; 分离自沈阳地区的2株菌分属于2种AFLP型,与大连地区分离株的相似性较高,达0.6左右。根据各菌株之间遗传相似系数的计算结果构建的伤寒沙门菌的UPGMA聚类关系图可以看出:30株菌中只有01~16和01~24两株菌在78%相似性水平处为同一型外,其余各菌株呈离散状态,分属于28个AFLP型别。

3 讨论

本研究应用扩增片段长度多态性(AFLP)技术构建伤寒沙门菌D NA指纹图谱,选用PstⅠ和MseⅠ内切酶组合,以及3个选择性核苷构成的9组选择性引物。结果表明,选择性扩增后产生的条带数目和多态性优于Eco RⅠ/MseⅠ酶组合1。供试的30株菌存在29个AFLP基因型,几乎一株菌一个型,说明散发菌株间存在较大的遗传异质性,这与徐文斌等2用16 s RNA分型方法得出的散发菌株和非流行株的遗传距离相差甚远,聚集较为分散的结论有相同之处,同时也证明了AFLP技术在甄别菌株间基因差异的高度敏感性。30株伤寒沙门菌中,有23株在相似性系数0.55处聚为一大类,其中80%的2001年分离株聚集在0.67处,表明该年散发病例分离株之间遗传差异较小,而2006年的3株菌之间遗传差异最大,表明这3株菌可能具有不同的遗传背景。近年来,大连地区未发生伤寒的大流行和暴发,缺少暴发和流行菌株3,有关不同流行方式的AFLP基因型分布情况有待进一步研究。

参考文献
[1] 薄志坚, 刘丹红, 王敏, 等. 辽宁地区伤寒沙门菌的扩增片段长度多态性分析[J]. 中国卫生检验杂志, 2005, 15(10) : 1194–1196.
[2] 徐文斌, 刘延清, 祁国明. 我国伤寒沙门氏菌的分子流行病学特征[J]. 中华流行病学杂志, 1995, 16(1) : 29–35.
[3] 汪皓秋, 潘劲草, 孟冬梅, 等. 杭州甲型副伤寒分离菌株脉冲场凝胶电泳分型[J]. 中国公共卫生, 2007, 23(3) : 369–370.