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自20世纪末转基因作物商业化种植以来,全球转基因作物累计种植面积已达到20亿公顷。中国政府对粮食作物转基因研发的战略是保证抗虫水稻、玉米、小麦等粮食作物转基因的研发力度,保持转基因水稻研发的国际领先地位。显然,对转基因作物检测方法的研究不但具有重要的理论意义,也具有十分重要的应用价值。 环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种设备要求简单、反应时间短、特异性高、灵敏度高的DNA检测技术。本研究以稻米中CP4-EPSPS基因为对象,建立了一种改良的基于环介导等温扩增技术的检测方法。在传统LAMP方法基础上,在扩增后的体系中加入SYBR GreenⅠ染料或在扩增体系中内掺入离子型染料HNB,使阳性检验结果发生颜色变化,实现了检测结果的肉眼直接判读。内掺HNB染料不影响扩增,可以有效地避免因开盖形成气溶胶污染实验室,造成后续结果假阳性率高的问题。为缩短检测的时间,本研究试验了用FTA卡提取水稻基因组DNA的方法,将提取时间缩短到20分钟,且不需要冷冻离心设备,实现了基因组DNA的现场快速提取。FTA卡提取水稻基因组DNA与LAMP相结合可以大大节省检测时间。 本研究对LAMP反应体系进行了优化,试验的Mg2+终浓度为2mM、4mM、6mM、8mM、10mM和12mM,试验的dNTP浓度为0mM、0.2mM、0.4mM、0.6mM、0.8mM和1.0mM。以野生型粳稻受体品种TP309、转CP4-EPSPS基因水稻、转PMI基因水稻、转NPTⅡ基因水稻、转GUS基因水稻、转HPT基因水稻的基因组DNA为模板,通过外加SYBR GreenⅠ染料或内掺HNB染料,对LAMP扩增体系进行试验,筛选确定了特异性引物。用TP309水稻种子基因组10倍梯度稀释转CP4-EPSPS基因的水稻基因组DNA,试验的转基因成分浓度为单粒水稻种子基因组DNA的10-3、10-4、10-5和10-6,以各个稀释浓度基因组为模板,通过外加SYBR GreenⅠ染料或内掺HNB染料,对LAMP扩增体系进行试验,确定了LAMP方法的检出下限。优化后的外加SYBR GreenⅠ染料的反应条件为:Mg2+浓度4mM、dNTP浓度0.4mM,优化后的内掺HNB染料反应条件为:Mg2+浓度4mM、dNTP浓度0.6mM,扩增条件均为60℃反应60min,扩增结束后85℃变性10min。以野生型水稻TP309、转PMI基因水稻、转NPTⅡ基因水稻、转GUS基因水稻、转HPT基因水稻为模板进行试验,确定该反应体系能够特异性地扩增目的基因,将单粒水稻种子基因组10倍梯度稀释,确定反应检出下限为单粒水稻种子基因组DNA的10-5。 本研究还比较了外加SYBR GreenⅠ染料或内掺HNB染料的LAMP方法的假阳性率,连续三天检测样品,确定内掺HNB染料的方法假阳性率为零,而外加SYBRGreenⅠ染料会出现假阳性结果。本研究推荐的用FTA卡提取水稻种子基因组DNA偶联LAMP的体系,使操作更为简便,可以满足现场快检要求,为大批量样品的快速检测奠定了初步的基础。可以预期,本研究所建立的改良的LAMP方法具有广泛的应用前景。