SN∕T 4278-2015 国境口岸医学媒介昆虫DNA条形码鉴定操作规程(出入境检验检疫).pdf
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1、书 书 书中华人民共和国出入境检验检疫行业标准犛犖犜 国境口岸医学媒介昆虫犇犖犃条形码鉴定操作规程犘 狉 狅 狋 狅 犮 狅 犾犳 狅 狉犇犖犃犫 犪 狉 犮 狅 犱 犻 狀 犵犻 犱 犲 狀 狋 犻 犳 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀狋 犲 犮 犺 狀 犻 狇 狌 犲 狊狅 犳犿犲 犱 犻 犮 犪 犾犻 狀 狊 犲 犮 狋犪 狋犳 狉 狅 狀 狋 犻 犲 狉狆 狅 狉 狋 狊 发布 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发 布书 书 书中华人民共和国出入境检验检疫行业标准国境口岸医学媒介昆虫犇犖犃条形码鉴定操作规程 中国标准出版社出版北京市朝阳区和平里西街甲号( )北京市西城区三里河北街 号
2、( )总编室: ( ) 网址 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷开本 印张 字数 千字 年月第一版 年月第一次印刷印数 书号: 定价 元书 书 书前言本标准按照 给出的规则起草。本标准由国家认证认可监督管理委员会提出并归口。本标准起草单位:中华人民共和国广东出入境检验检疫局、中华人民共和国河北出入境检验检疫局。本标准主要起草人:岳巧云、邱德义、聂维忠、李云松、陈健、刘德星、魏晓雅、吴可量、胡佳。犛犖犜 引言条形码技术是近年来发展起来的一种建立在基因扩增和序列比对基础之上新的物种鉴定技术,利用生物体内能够代表该物种的、标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的片段进行物种鉴定。该技术不受物种发育状态、
3、雌雄性个体及形态特征完整性与否的限制,具有快速、准确、低成本等特点。 年,加拿大学者 等发现线粒体细胞色素氧化酶亚基()基因片段能够提供一种快速、简便与可信的分类方法,可以准确地区分物种,并首次提出条码( )的概念。 年,由 个国家合作成立了国际生命条码联盟( ) ,致力于将条形码技术发展成为通用的一种高效、准确的物种鉴定方式,目前全球已经有超过 个国家参加此联盟,目的是构建全球物种分子鉴定平台。生物条形码数据系统( )作为国际条形码组织的专用数据库及鉴定平台,对条形码及凭证标本的筛选有着严格的要求,如:必须有唯一性标本编号、存放、鉴定以及采集(采集人、带定位信息的采集地点的经纬度)等详细信息
4、,要求基因片段必须大于 、提供所使用的引物序列、测序图谱、原始序列等追踪档案。目前系统中已经包含超过 万种生物的条形码序列,而且正以很快的速度增长。对于涉及国境口岸卫生安全的医学媒介昆虫鉴定而言,一般利用长度约为 的基因作为标准的条形码序列,跟、 系统等数据库进行比对。本标准主要起草人多年来一直从事条形码鉴定工作,实验室近年已原始积累了 多种媒介昆虫的条形码数据 余条,具有丰富的利用条形码技术进行物种鉴定的经验。本标准根据国际生命条码联盟( )对条形码的规定,结合国境口岸媒介监测工作的特点而制定,以推动和规范全国各地检验检疫机构利用条形码技术鉴定医学媒介昆虫的实验室操作,从而达到获得准确可靠结
5、果的目的。犛犖犜 国境口岸医学媒介昆虫犇犖犃条形码鉴定操作规程范围本标准规定了医学媒介昆虫条形码鉴定中的标本处理、基因扩增、序列分析、比对鉴定及结果判定等操作程序和规范。本标准适用于检验检疫机构在国境口岸利用条形码技术对成虫(包括肢体残缺不全的成虫)以及蛹、幼虫和卵等依靠形态无法直接鉴定的医学媒介昆虫的种类鉴定工作。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 分析实验室用水规格和试验方法 实验室生物安全通用要求 医学媒介生物标本采集、制作及保存规程 卫生检疫人员的自我
6、防护规范第部分:实验室人员 临床诊断中聚合酶链反应()技术的应用术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 犇犖犃条形码犇犖犃犫 犪 狉 犮 狅 犱 犲生物体内能够代表该物种的、标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的片段。条形码已经成为物种鉴定的重要工具,在医学媒介昆虫中,一般是指线粒体(线粒体细胞色素氧化酶亚基)上的 的标准片段。 犇犖犃条形码鉴定技术犇犖犃犫 犪 狉 犮 狅 犱 犻 狀 犵犻 犱 犲 狀 狋 犻 犳 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀狋 犲 犮 犺 狀 犻 狇 狌 犲一种利用条形码基因片段进行生物物种鉴定和系统进化关系研究的技术,建立在基因扩增和序列比对的基础之上,它具有不受物种发育
7、状态、雌雄性个体及形态特征完整性与否的限制、减少对分类专家的依赖、不受主观因素影响、准确率高、借助互联网可以实现数据共享等特点。 凭证标本狏 狅 狌 犮 犺 犲 狉狊 狆 犲 犮 犻 犿犲 狀获取条形码等分子数据的来源(母体)标本。凭证标本可以是形态不完整的标本,但与本标本的条形码数据等分子凭证必须是一一对应的关系。对于体型特别小的标本(如螨等) ,可以是同一批同种标本中的一个个体。凭证标本的保存非常重要,必须有唯一性标本编号、存放、鉴定以及采集等详细信息,以便于日后查证。犛犖犜 分子凭证犿狅 犾 犲 犮 狌 犾 犪 狉狏 狅 狌 犮 犺 犲 狉与凭证标本相对应的基因组、产物、条形码序列及峰图
8、,做克隆还应包括含条形码片段的阳性转化子。分子凭证的保存非常重要,必须有唯一性的编号、存放等详细信息,以便于日后查证。 空白对照犫 犾 犪 狀 犽犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾从基因组提取步骤开始至扩增和产物检测整个过程,没有加入任何医学媒介昆虫组织的空白的灭菌洁净 离心管,与其他受试的昆虫平行进行操作以观察实验是否处于正常状态。空白对照没有产物条带产生。 阳性对照狆 狅 狊 犻 狋 犻 狏 犲犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾在扩增过程中,与受试样品平行进行的,在正常反应情况下,一定能产生产物的为反应模板,用于观察整个反应体系和反应过程是否正常,阳性对照应有产物带产生。 阴性对照狀 犲 犵 犪 狋 犻
9、狏 犲犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾在扩增过程中,与受试样品平行进行的,用 代替模板而进行的对照反应,用于观察整个反应体系是否正常,确认没有受到污染,阴性对照没有产物条带产生。 序列相似度狊 犻 犿 犻 犾 犪 狉 犻 狋 狔狅 犳狋 犺 犲狊 犲 狇 狌 犲 狀 犮 犲 狊反映序列间相似程度的数值,一般以百分数表示。 犉犃犛犜犃格式犉犃犛犜犃犳 狅 狉犿犪 狋生物信息学术语,又称 格式,是一种用文本表示核苷酸序列或者氨基酸序列的格式。核苷酸或者氨基酸碱基用单个字母表示,序列的第一行一般用“”起始,随后可以添加序列名或者注释,第二行为序列本身,只允许使用既定的核苷酸或者氨基酸编码符号,如核苷酸使用
10、表示,序列中不能出现回车等字符。示例:缩略语下列缩略语适用于本文件。:生物条形码数据系统( ) :美国生物技术信息中心( )要求实验室的生物安全应符合 规定,实验室人员防护应符合 要求,实验中用水犛犖犜 应符合 要求,扩增检测应符合 要求。仪器及试剂耗材 仪器设备普通台式离心机(最大相对离心力大于 犵) 、各量程可调移液器( 、 、 、 、 ) 、可调式恒温浴、工作站或者超净工作台、扩增仪、电泳仪、凝胶成像系统、冰箱。做克隆的实验室,还需要配备 培养箱和超低温冰箱。 试剂、耗材分析纯无水乙醇、动物组织基因组提取试剂或试剂盒、聚合酶、琼脂糖、分子量标准、核酸染料、电泳液。 离心管、 管、各量程的
11、移液器吸头、无粉一次性手套。 引物 犇犖犃条形码序列的获得 标本的处理采集的卵、幼虫、蛹或成虫,及时采用冷冻或毒瓶处死后,投入大于 (体积分数)的乙醇固定。标本制作及保存按照 执行。 基因组犇犖犃的抽提 取样蜚蠊取成虫一只前足的跗节,若虫一只前足或者一只卵;蠓类、蚊类和蝇类成虫取一只前足或一个蛹、一头幼虫、一只卵;蜱类、蚤类、螨类等个体小的种类可取一头完整的个体。 犇犖犃抽提将上述样品置于灭菌的洁净 离心管中研磨至粉末状或者糜状,按动物组织基因组酚氯仿法(参见附录)或试剂盒进行基因组的抽提。 犘犆犚扩增 犘犆犚扩增体系根据实际情况,可以选择 体系或 体系。 体系各组分的配比见表。犛犖犜 表 犔
12、体系各组分的配比组分名称体积缓冲液( )(各 )正向引物( )反向引物( )犜犪 狇聚合酶() 模板( ) 体系各组分用量是 体系的一半量。 犘犆犚扩增条件 预变性 ; 变性 , 退火 , 延伸 ,运行 个循环; 延伸 。可根据媒介昆虫的种类不同,适当调节退火温度,调节范围一般在 之间。 犘犆犚产物的检测 制胶琼脂糖加的缓冲液配成的琼脂糖凝胶,加热充分溶解后,降温至 左右,按照核酸染料的说明加入适量的核酸染料,混匀。在制胶板上放入制胶槽,插上胶孔小的梳子(如:厚度 , 齿) ,倒入适量的琼脂糖凝胶(约 ,根据胶槽的大小不同,适当调整用量) ,直到整个制胶槽表面形成均匀胶层。室温静置凝固,垂直轻
13、拔梳子,备用。电泳缓冲液的配制参见附录。 点样将制胶板和胶块放入电泳槽内,带胶孔的一端位于负电极端,加入适量的电泳缓冲液至完全浸没胶块。一个胶孔中加入的分子量标准,其他胶孔中分别加入混和上样缓冲液的产物(的产物中加入的上样缓冲液) 。 电泳检测电压,依据胶块的大小,时间在 之间。将胶块整个移入凝胶成像仪,检查有无目的片段,片段的大小约为 左右(参见附录) 。 犘犆犚产物的纯化如需要纯化,选用胶孔大的梳子(如:厚度 , 齿) ,按照 重新制胶、点样、电泳,将带目的片段的胶割下,按琼脂糖凝胶回收试剂盒的操作指导说明书进行产物的纯化。需要时也可委托测序公司进行纯化。 犘犆犚纯化产物的测序委托专业的测
14、序公司进行测序,按照所选委托公司的要求进行送样。有条件的实验室可进行克隆犛犖犜 测序。纯化后产物的克隆步骤参见附录。序列分析及比对鉴定 序列的有效性通过查看序列的原始峰图,有效序列段峰高、基部杂峰少且低的序列(遵照附录中的 执行)且长度大于 为有效序列。将符合要求的序列进行拼接,去除引物片段后应能得到一个具有完整开放阅读框的拼接序列,并可翻译成一条完整的蛋白质序列;否则序列仅供参考(遵照附录中的 执行) 。 序列比对与系统或 的序列进行比对。具体操作遵照附录和附录进行。结果判定 根据序列的相似度判定昆虫的种类,相似度最高且 者,可判定为同一种类。 序列相似度小于 大于 者,结论可做参考,需参考
15、形态学特征进行综合判断。 序列相似度 者,不能进行种类的判断。 当与 给出不同结论时,以给出的结论为准, 给出的结论供参考。犛犖犜 附录犃(资料性附录)酚氯仿法提取基因组犇犖犃的操作程序犃 将样本研磨加入细胞裂解液( , , , )和蛋白酶, 温育 。犃 犵离心 将上清液加入至一新的离心管中,然后再加入等体积三氯甲烷异戊醇( ) , 犵离心 ,取上清液至一新的离心管中。犃 加入等体积的饱和酚,颠倒混匀, 犵离心 ,转移上清液至一新的离心管。犃 加入等体积的饱和酚三氯甲烷异戊醇( ) ,颠倒混匀, 犵离心 ,转移上清液至一新的离心管。犃 加入等体积的饱和酚,颠倒混匀, 犵离心 ,转移上清液至一新
16、的离心管。犃 加入倍体积的无水乙醇,颠倒混匀, 犵离心 ,弃上清液。犃 加入 的 (体积分数)乙醇, 犵离心 ,弃上清液,重复该步骤一次。犃 室温或者 彻底干燥离心管,加入 经高压灭菌的 溶解。犃 提取的保存在备用,长期保存需 保存。犛犖犜 附录犅(资料性附录)犜犃犈缓冲液的配制犅 储存液(犔)的配制犅 称量试剂 (三羟甲基氨基甲烷) (乙二胺四乙酸二钠) 犅 配制加入 的去离子水,充分搅拌溶解,加入 的醋酸,充分混匀。用去离子水定容至,室温保存备用。犅 工作液的配制用去离子水稀释 储存液成工作液。示例:配制的工作液,取 储存液 ,加入 去离子水,混匀即可。犛犖犜 附录犆(资料性附录)犘犆犚产
17、物检测胶图产物检测胶图见图 。说明: 分子量标准; 阳性对照; 阴性对照; 空白对照; 目的片段。图犆 犘犆犚产物检测胶图犛犖犜 1200 900 700 500 300 100 M 2 3 4 附录犇(资料性附录)犘犆犚纯化产物的克隆流程犇 纯化产物的连接将纯化产物 用连接酶连接到 载体中。具体操作方法参考连接酶说明书。犇 转化犇 转化平板的制备向铺好的含有 相应抗生素的固体培养基表面加入的 (异丙基硫代半乳糖苷, )和 的 ( 溴 氯 吲哚 半乳糖苷, ) ,使用灭菌的涂布棒将其均匀涂布,避光置于 放置,使溶解 的二甲基甲酰胺尽量挥发干净。犇 转化将感受态细胞从 冰箱取出放于冰上,取 连接
18、产物加入到 刚刚解冻的感受态细胞中。轻弹混匀,冰浴 ,置于 水浴 ,取出后立即置于冰浴中放置 ,期间不要摇动离心管。向离心管中加入 预热的培养基(不含抗生素) , 、 震荡培养 。将离心管中的菌液混匀,加到已制备好的转化平板中,用无菌的涂布棒轻轻地将细胞均匀涂布。待平板表面干燥后,倒置平板, 培养 。犇 挑取阳性克隆过夜培养生长出的白色菌落根据载体特性选择或酶切方法鉴定插入片段是否正确。挑取阳性克隆,用液体培养基(含有 相应抗生素) , 过夜培养后提取质粒,送测序公司进行测序。犇 阳性转化子的保存将经序列比对分析确定无污染的阳性克隆重组菌落(转化子)保存于终浓度为 的甘油中,置于 冷冻保存。犛
19、犖犜 附录犈(规范性附录)序列的有效性判断犈 通过原始峰图判断如图 所示,有效序列段峰高、基部杂峰少且低的序列,且长度大于 为有效序列。图犈 原始峰图犈 通过翻译成氨基酸判断犈 登陆网址: ,序列输入窗口截图见图 。犈 将序列复制至上图 中的空格处, 中的 栏中选择( ) , 中选择“ ” ,点击 ,得到如图 所示画面。犈 给出的六条氨基酸序列中,只要有一条没有星号,表明可以得到一条具有完整开放阅读框的拼接序列,并能翻译成完整的蛋白质,即可判定为有效序列;否则序列仅供参考。 犛犖犜 130 140 150 160 170 180 190 200 210 . TTTC G T C T G T C
20、TT T 4 G TT G C TCCT G C TT C TGGGGGTTTTG GC T G T G TTGC T C G T CCT II h川W川川川川川川 n 图犈 序列输入窗口截图图犈 输出的翻译蛋白质序列窗口截图 犛犖犜 E闹,:15$3i.iW&b曰rchTralnlng About us _ r.:I T.9.归:.?细.IJ.(哩.T.r.刀.5;.!.g口:EMBOSS Transeq EMBOSS Transeq EMBOSS Transeq translates nudeic acid sequences to their corresponding peptide
21、sequences. It can translate to the three forward and three reverse frames, and output multiple frame translations at once STEP 1 千Enteryour input sequence E巾ror p雪白asetoflDNWRNA二E甲quences.in any supported format I T ACTTT AT ACTTT ATTTTTGGAGCTTGATCGG创ATAATTGGAACTTC盯TJ.J.GAATTCr AATTCGAGCCGAACT AGGAC
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