HRM技术用于嗜尸性蝇类种属鉴定的初步探索

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[背景]对嗜尸性昆虫进行准确、快速的种属鉴定是利用昆虫学演替规律推断死亡时间(postmortem interval,PMI)的关键环节。目前,嗜尸性蝇类各虫态的种属鉴定主要依靠形态学和分子生物学方法。前者受到蝇类发育阶段及样本完整性的限制,后者可弥补形态学鉴定的不足,且测序是其主流检测方法,但成本较高、耗时繁琐,不适用于大批量样品的快速检测。高分辨率熔解曲线分析(high resolution melting,HRM)是一种快速、可靠分析PCR扩增产物及其序列变异的分子技术,可根据熔解曲线形状和/或解链温度(melting temperature,Tm)区分不同样品。本研究以洛阳地区常见嗜尸性丽蝇为研究对象,旨在建立一种基于HRM技术的快速简便、准确可靠的嗜尸性蝇类鉴定方法,并为其它嗜尸性昆虫的种属鉴定提供技术新思路。[目的]1、基于Dna SP 5.10软件分析嗜尸性丽蝇线粒体COⅠ基因序列,以期发现潜在的小片段多态性区域。2、建立基于PCR-HRM检测技术的嗜尸性蝇类种属鉴定的最佳反应体系,并对该技术的有效性进行初步探索。3、基于线粒体COⅠ基因中的多态性短片段,建立HRM技术鉴定常见嗜尸性丽蝇的检测方法。[方法]1、以丽蝇科蝇类的拉丁学名和COⅠ为关键词,通过NCBI数据库检索世界范围内的线粒体COⅠ基因序列,限定序列长度大于1300bp。利用MEGA7.0软件比对并进行聚类,Dna SP 5.10软件分析序列多态性。2、以大头金蝇为研究对象,基于COⅠ基因分别在不同引物浓度、不同Mg2+浓度、不同类型Taq DNA聚合酶等条件下进行PCR-HRM反应体系的优化。3、通过建立的PCR-HRM体系检测常见嗜尸性丽蝇,并对所得HRM图谱和解链温度数据进行分析和统计,与形态学分类以及DNA测序结果进行比较。[结果]1、数据库检索获得18种常见丽蝇的225条COⅠ序列,终序列共存在411个可变位点,滑动窗口分析结果显示,6处可变位点数目较集中。2、引物浓度和Mg2+浓度对HRM检测影响较大,3种Taq DNA聚合酶对HRM检测无显著影响;确定体系最佳引物浓度为0.4μM,Mg2+浓度为1.5m M以及r-Taq DNA聚合酶为1U。3、根据HRM检测所得熔解曲线形状和解链温度可将本研究中的嗜尸性丽蝇归属于5属8种,与形态学鉴定、DNA测序结果完全一致。[结论]本研究通过分析线粒体COⅠ基因序列获得的6处多态性信息丰富的小片段,可为降解蝇类样本检测及短片段检测技术用于嗜尸性蝇类种属鉴定提供基础资料。基于COⅠ基因中多态性短片段的PCR-HRM技术是一种便捷有效的检测方法,可用于嗜尸性蝇类的快速鉴定。
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