16SrDNA鉴定细菌的方法具体操作步骤与注意事项

16S rDNA鉴定细菌的方法
细菌16S rDNA鉴定主要分为7个部分:
1.提取细菌基因组DNA,
2.设计/选择引物进行PCR扩增,电泳检测纯度与大小。
3.琼脂糖凝胶电泳分离
4.胶回收目的片段
5.目的片段测序。
6.BLAST比对获取相似片段。
7.构建系统进化树
试剂:
1、培养基:通常选择组分简单且细菌生长良好的培养基(培养基组分过于复杂会影响DNA 的提取效果,也可以在裂解细菌前用TE缓冲液对菌体进行洗涤。)。
2、1M Tris-HCl (pH7.4, 7.6, 8.0)(1L):121.1g Tris,加浓盐酸约(70ml, 60ml, 42ml),高温高盐灭菌后,室温保存。冷却到室温后调pH,每升高1℃,pH大约下降0.03个单位。
3、0.5M EDTA(pH8.0)(1L):186.1g Na2EDTA•2H2O,用NaOH调pH至8.0(约20g),高温高压灭菌,室温保存。
4、10×TE Buffer(pH7.4,7.6,8.0)(1L):组分:100 mM Tris-HCl,10 mM EDTA。1M Tris-HCl (pH7.4,7.6,8.0)取100ml,0.5M EDTA(pH8.0)取20ml。高温高压灭菌,室温保存。1×TE Buffer用10×TE Buffer稀释10倍即可。
5、10%SDS(W/V):称10g,68℃加热溶解,用浓盐酸调pH至7.2。室温保存。用之前在65℃溶解。配置时要戴口罩。
6、5M NaCl:称292.2gNaCl,高温高压灭菌,4℃保存。
7、CTAB/NaCl(10%CTAB,0.7M NaCl):溶解4.1g NaCl,加10g CTAB(十六烷基三甲基溴化铵),加热搅拌。用之前在65℃溶解。
8、氯仿/异戊醇:按氯仿:异戊醇=24:1(V/V)的比例加入异戊醇。
9、酚/氯仿/异戊醇(25:24:1):按苯酚与氯仿/异戊醇=1:1的比例混合Tris-HCl平衡苯酚与氯仿/异戊醇。
10、TAE缓冲液:使用液1×:0.04 mol/L Tris-乙酸,0.001 mol/L EDTA。浓储存液50×:242g Tris,57.1 ml 冰醋酸,100 ml 0.5 mol/L EDTA (pH8.0)。
11、6×上样缓冲液(100 ml):0.25%溴酚蓝(BPB),40%蔗糖,10 mmol/L EDTA (pH8.0)(0.2 ml),4℃保存。
12、0.6%琼脂糖凝胶:称取0.3g琼脂糖用TAE溶液配置50 ml。
13、EB:10 mg/ml。称取1g溴化乙锭定容至100ml。棕瓶室温避光保存。EB的工作浓度为0.5ug/ml。当配置50ml 琼脂糖凝胶时加入EB为2.5ul。(因EB是剧毒物质,目前很多实验室用生物荧光染料替代,常用的有Gelred等)
14、蛋白酶K:20 mg/ml 溶于水,-20℃保存,反应浓度50 ug/ml,反应缓冲液:0.01 mol/L Tris (pH 7.8), 0.005 mol/L EDTA, 5% SDS,反应温度37-56℃。无需预处理。
15、RNase A:10 mg/ml。25 mg RNase A 加1M Tris(pH 7.5)25ul,2.5M NaCl 15ul,无菌水2460 ul,于100℃加热15分钟,缓慢冷却至室温,分装成小份保存于-20℃。(为避免RNA的干扰,
使用RNA酶降解基因组中的RNA。)
1.1细菌基因组DNA提取
基本步骤:
材料准备
破碎细胞或胞膜—内容物释放
核算分离、纯化
沉淀或吸附核酸,并去除杂质高仓健夜叉
立体交叉桥
核酸溶解在适量缓冲液或水中
基因组DNA提取所需仪器:高速冷冻离心机、恒温冰箱、移液器、水平电泳槽、紫外/荧光观测仪
细菌基因组DNA提取方法综述
细菌基因组DNA的提取方法主要有5种。不同的方法所选择的试剂会有所不同。
1 快速微量提取法
取1.5ml菌体培养物于一灭菌Ep管中,12000rpm离心1min, 丢去上清夜,收集菌体。 加入400ul裂解液(40mMTris-醋酸,20mM醋酸钠,1mMEDTA,1%SDS,pH7.8)混匀,置于37o C水浴1hr。
然后加入200ul5mol/L的氯化钠溶液,混匀后于13000rpm离心15min。
取上清液,用苯酚抽提2次,氯仿抽提1次。
长宽比加两倍体积无水乙醇,1/10体积醋酸钾(3M ,pH8.0),-20度保存1小时后,13000rpm
离心15min,弃上清液,沉淀用70%乙醇洗2次;置于室温干燥后,溶于50ulTE溶液中,置4℃保存备用。
2 蛋白酶/SDS法制备
✧用10ml含适当抗生素的GBM过夜培养Delftia sp.
✧4000rpm离心10min收集菌体,用Washing TE(50mmol/LTris-HCl pH8.0,10mmol/LEDTA
pH8.0)洗菌体2次。
✧将菌体充分悬浮在5ml 1×TE缓冲液中,先后加入0.5ml 5mg/L的蛋白酶、0.5ml 10% SDS,
轻轻混匀后50℃放置3h-5h。
✧用等体积的Tris饱和苯酚抽提2次,苯酚/氯仿/异戊醇抽提一次,氯仿抽提一次。
✧乙醇沉淀DNA。
✧用自动移液器吸管头将絮状DNA沉淀块吸附到Ep管中,70%乙醇洗2次,干燥后溶于适
当1×TE或ddH2O中。
3.
◆细菌培养:细菌接种于5ml液体培养基中,37℃摇床(300rpm)培养过液。
◆细菌收集:取1ml培养物于1.5ml EP管中,室温8000rpm离心5min,弃上清,沉淀重
新悬浮于1ml TE(pH8.0)中(用ddH2O也行)。
◆菌体裂解:加入6μl 50mg/ml的溶菌酶,37℃作用2h。再加2mol/LNaCl50μl,10%SDS
110μl,20mg/ml的蛋白酶K 3μl,50℃作用3h或37℃过夜。(此时菌液应为透明粘稠液体)。
◆抽提:菌液均分到两个1.5ml EP管,加等体积的酚∶氯仿∶异戊醇(25∶24∶1),混匀,
室温放置5-10min。12000rpm离心10min。抽提两次。(上清很粘稠,吸取时应小心,最好头尖应剪去)。
◆沉淀:加0.6倍体积的异丙醇,混匀,室温放置10min。1 2000rpm离心10。
◆洗涤:沉淀用75%的乙醇洗涤。
◆抽(凉)干后,溶于50μl ddH2O中,取2-5μl电泳。作PCR模板用。
4. DNA EXTRACTION PROCEDURE - GENERAL
✧Grow cells overnight in 500 ml broth medium.
✧Pellet cells by centrifugation, and resuspend in 5 ml 50 mM Tris (pH 8.0), 50
mM EDTA.
✧Freeze cell suspension at -20C
✧Add 0.5 ml 250 mM Tris (pH 8.0), 10 mg/ml lysozyme to frozen suspension, and
let thaw at room temperature. When thawed, place on ice for 45 min.
✧Add 1 ml 0.5% SDS, 50 mM Tris (pH 7.5), 0.4 M EDTA, 1 mg/ml proteinase K. Place
in 50C water bath for 60 min.
✧Extract with 6 ml Tris-equilibrated phenol and centrifuge at 10,000X g for 15
min. Transfer top layer to new tube (avoid interface). Re-do this step if necessary.
✧Add 0.1 vol 3M Na acetate (mix gently), then add 2 vol 95% ethanol (mix by
inverting).
Spool out DNA and transfer to 5 ml 50 mM Tris (pH 7.5), 1 mM EDTA, 200 g/ml RNase.
Dissolve overnight by rocking at 4C.
✧Extract with equal volume chloroform (mix by inverting) and centrifuge at
10,000X g for 5 min. Transfer top layer to a new tube.
✧Add 0.1 vol 3M Na acetate (mix gently), then add 2 vol 95% ethanol (mix by
inverting).
✧Spool out DNA and dissolve in 2 ml 50 mM Tris (pH 7.5), 1 mM EDTA
✧Check purity of DNA by electrophoresis and spectrophotometric analysis.
5.CTAB/NaCl裂解法
⏹接两环菌(0.75ml甘油管菌液)于25ml LB培养基中,37℃、200r/min培养24h。
⏹取1.5ml菌液于1.5ml Eppendorf 离心管中,8000r/min离心5分钟,弃去上清。
⏹加入1.5ml TE离心洗涤后,用567 ul TE溶解菌体,混匀。
⏹加入30μl 10%SDS和3 ul 20 mg/ml的蛋白酶K(100 ug/ml),混匀,于37℃温育1h。
⏹加入100μl 5mol/L NaCl,充分混匀,再加入80μl CTAB/NaCl,混匀,65℃温育10分钟。
⏹加入等体积的氯仿/异戊醇(24:1)(0.8ml),混匀,12000r/min离心5分钟,保留上清。
陶瓷颗粒
⏹上清中加入等体积的酚∶氯仿∶异戊醇(25∶24∶1)(0.8ml),混匀,12000r/min离心5
分钟,保留上清。
⏹加入0.6倍的异丙醇(0.48ml),轻轻混合直到DNA沉淀下来(0.5h),12000r/min离
心15分钟,收集DNA沉淀,用75%乙醇(1ml)12000r/min离心5分钟洗涤DNA沉淀,真空干燥0.5h。
⏹用50 ul双蒸水溶解DNA, 加入终浓度为20μg/mlRNaseA,4℃保存。
⏹用0.6%琼脂糖凝胶电泳鉴定提取的DNA , 每孔点样6μl (4μl样品+ 2μl loading
开花的课桌buffer) , 80 V , 电泳1.5小时。
2.设计选择引物进行16S rDNA的PCR扩增
一般细菌鉴定选择通用引物,最常用的通用引物为27F/1492R。
质点运动学27F:5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'
1492R:5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'
2.1 实验原理
2.1.1 PCR
多聚酶链式反应(polymerase chain reaction)简称PCR技术,是80年代中期发展起来的一种体外扩增特异DNA片段的技术。此法操作简便,可在短时间内在试管中获得数百万个特异的目的DNA序列的拷贝,PCR技术虽然问世仅数年时间,但它已迅速渗透到分子生物学的各个领域,引起了生物技术发展的一次革命,目前它在分子克隆,目的基础检测,遗传病的基因诊断,法医学,考古学等方面得到了广泛的应用。
PCR技术实际上是模拟体内DNA合成过程,是在模板DNA,引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下依赖于DNA聚合酶的酶促合反应,PCR技术的特异性取决于引物和模板DNA结合的特异性。反应分三步:①变性(denaturation);②退火(annealing);③延伸(ex tension),反应过程见图。
PCR(Polymerase Chain Reaction) 的原理
2.1.2 16SrDNA的核酸序列分析
16SrDAN是编码原核生物核糖体小亚基rRNA(16SrRNA)的基因,是细菌分类学研究中最常用、最
有用的“分子钟”。16SrRNA的序列高度保守,可精确指示细菌之间的亲缘关系,16SrRNA 的大小为1500bp左右,所含信息能反映生物界进化关系,易操作,适用于各级分类单元。目前常用的是建立在PCR技术基础上的16SrRNA基因的直接测序法,方便快捷。较之23SrDNA 等看家基因而异,它具有分子大小适中,突变率小等优点,素有“细菌化石”之称。其序列包含10个可变区(variable region)和与之相同的11个恒定区(constant region),可变区因细菌而异,且变异程度与细菌的系统发育密切相关。

本文发布于:2024-09-24 04:26:42,感谢您对本站的认可!

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