摘要:细胞内融合基因技术是一项结合了单细胞分离、融合PCR、巢式PCR和测序技术的新型分子技术,不仅可以在未培养的单细胞中将功能基因与系统发育标记基因 (如16S rRNA基因) 连接在一起,而且通量高,成本低。该技术首先通过稀释和涡旋将样品分散成单细胞体系,然后对拟研究的系统发育基因和功能基因进行融合扩增,随后进行巢式PCR,建库并进行高通量测序。细胞内融合基因技术既能够解决扩增子测序物种信息与功能信息脱节的困境,又能够克服大规模宏基因组测序成本高、分析难且研究对象仅是优势物种的局限。
材料与试剂
一、生成聚丙烯酰胺凝珠
- 5 ml、2 ml、50 ml离心管
- PCR小管
- 35 μm细胞筛
- 0.2 μm滤膜
- 各种型号移液枪头
- 双蒸水
- 过硫酸铵 (St. Louis, MO, USA, Sigma, catalog number: A3678)
- N,N'-双 (丙烯酰) 胱胺BAC (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 丙烯酰胺 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- Tris-HCl (pH 7.5)
- 氯化钾
- 矿物油 (St. Louis, MO, USA, Sigma, catalog number: M8410)
- 司盘80 (St. Louis, MO, USA, Sigma, catalog number: 85548)
- 吐温80 (St. Louis, MO, USA, Sigma, catalog number: P8192)
- 四甲基乙二胺 (TEMED) (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 二乙醚 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 蛋白酶K (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 溶菌酶 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
二、融合PCR
- 2 mm玻璃珠
- 2 ml小管
- 各种型号移液枪头
- PCR小管
- ABIL EM 90
- Triton X-100
- 矿物油 (St. Louis, MO, USA, Sigma, catalog number: M8410)
- 双蒸水
- 5x Phusion HF 缓冲液
- 超保真酶Phusion Hot Start Flex DNA Polymerase (NEB)
- 50 mM MgCl2
- 10 mM dNTPs
- 正向引物F1
- 反向引物R2
- 融合引物F2-R1
- 牛血清白蛋白BSA (molecular biology grade, NEB, Ipswich, MA, USA)
- 吐温20 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 乙二胺四乙酸EDTA (St. Louis, MO, USA, Sigma)
三、破乳化释放聚丙烯酰胺凝珠
- 1.5 ml、2 ml、50 ml离心管
- 各种型号移液枪头
- 双蒸水
- 二乙醚 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- 乙酸乙酯 (St. Louis, MO, USA, Sigma)
- AMPure XP磁珠 (Beckman Coulter, Danvers, MA, USA)
- 无水乙醇
四、巢式PCR
- 1.5 ml、2 ml、50 ml离心管
- PCR小管
- 各种型号移液枪头
- 双蒸水
- 超保真酶Phusion Hot Start Flex DNA Polymerase (NEB)
- 5x Phusion HF 缓冲液
- 50 mM MgCl2
- 10 mM dNTPs
- 正向引物F3
- 反向引物R3
- 阻断引物blockF
- 阻断引物blockR
- SYBR Green I 核酸染色试剂盒 (10,000x, Invitrogen, Waltham, MA, USA)
表1. 本项目中融合硫酸盐还原菌的功能基因dsrB和16S rRNA所使用的引物信息
| 引物名称 | 引物序列 (5’-3’) |
| F1 (dsrB-F1) | GTGTAGCAGTTACCGCA |
| R1-F2 (dsrB-R1_519R) | GWATTACCGCGGCKGCTGTGCCTSAAYATGTGYGGYG |
| R2 (1492) | GGTTACCTTGTTACGACTT |
| F3 (dsrB-F3) | VAGVATSGCGATRTCGGA |
| R3 (E786R) | GGACTACHVGGGTWTCTAAT |
| BlockR (U519R-block10) | TTTTTTTTTTGWATTACCGCGGCKGCTG/3SpC3/ |
| BlockF (U519F-block10) | TTTTTTTTTTCAGCMGCCGCGGTAATWC/3SpC3/ |
仪器设备
一、生成聚丙烯酰胺凝珠
- 1.5 ml台式高速离心机
- 各种型号移液枪
- 涡旋仪
- 超声波清洗仪
- 超净操作台
- 通风橱
二、融合PCR
- 超净操作台
- 涡旋仪
- PCR仪
- PCR管离心仪
- 1.5 ml台式高速离心机
三、破乳化释放聚丙烯酰胺凝珠
- 1.5 ml台式高速离心机
- 各种型号移液枪
- 通风橱
- 磁珠清洗磁力架
- 超净工作台
四、破乳化释放聚丙烯酰胺凝珠
- PCR仪
- qPCR仪
- 超净操作台
- 各种型号移液枪
- PCR管离心仪
实验步骤
Copyright: © 2021 The Authors; exclusive licensee Bio-protocol LLC.
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