一般情況下,實時熒光定量PCR引物設計原則中會提到擴增子大小對實時熒光定量PCR的擴增效率有一定作用。所以通常建議使用相對較短的擴增子長度,范圍為50到150個堿基對(bp)。由于小片段不太容易在傳統PCR中所用的瓊脂糖凝膠上顯現,因此這種小片段擴增在傳統PCR中檢測更為困難。qPCR的出現使得擴增小于100bp的基因片段成為可能。本文將為大家介紹擴增子大小對qPCR產量的影響,表明使用小片段檢測的優勢所在。
將大豆的RR和Lectin基因作為研究對象,各基因的正向引物被保留,反向引物以+/-40bp的步進移動以增加擴增子的大小。將正向引物保持在探針附近,以使探針在延伸步驟中被Taq聚合酶的核酸外切酶活性快速水解。RR擴增子大小分別為83、121、160、198、248、319和362bp。Lectin擴增子大小分別為:81、109、158、197、228、288、342和363 bp(圖1)。
▲圖1:所用引物和探針的位置
采用TaqMan探針法和SYBR Green染料法對不同的樣本進行qPCR檢測,結果表明擴增子的大小可直接影響檢測結果:隨著擴增子長度的增加,Cq值整體呈現增加的趨勢(表1和表2)。在SYBR Green檢測結果中,擴增子長度的增加對Cq值的影響不太明顯,但在TaqMan檢測結果中,可以發現83bp和362bp擴增子對應的Cq值可最大相差15.63。
▲表1:使用TaqMan法對不同長度擴增子的qPCR檢測
▲表2:使用探針法和染料法對不同長度擴增子的qPCR檢測
如圖2所示,是使用不同的引物獲得的擴增曲線線性圖譜,對于較短的擴增子,可以被更早地檢測到熒光信號(較低的Cq值)以及具有更高的熒光強度(較高的平臺期)。對于較長的擴增子,其擴增效率一定程度上降低。83bp和121bp擴增子的擴增效率約為100%,隨著擴增子長度的增加,擴增效率呈下降趨勢,362bp擴增子的擴增效率最低可以達到50%。
▲圖2:不同長度擴增子的擴增曲線
注:橫坐標為循環數,縱坐標為熒光強度
綜上所述,發現擴增曲線的動力學效應隨擴增子大小的變化而變化,擴增子越小,平臺期的熒光強度越高。尤其是在TaqMan檢測中,更要注意擴增子大小的設計,為了獲得較高的擴增效率以及較低的Cq值,其擴增子長度應控制在50-150bp之間。
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參考文獻:
The influence of amplicon length on real-time PCR results. 2017.