Nach dem in Abschnitt 1 beschriebenen Protokoll sterbenden roten Hybrid Tilapia mit klinischen Anzeichen einer TiLV Infektion (Abbildung 1A) wurden durch das Baden in einer hohen Konzentration von Nelkenöl, fungiert als Narkosemittel eingeschläfert. Klinische Symptome sind variabel, aber die häufigsten Symptome zu Lethargie, Haut Erosion und Verfärbungen, Exophthalmia, freistehende Skalen, offene Wunden/Läsion und Verhaltensstörungen15,16,33zu sein scheinen, 35,36, einige davon ist deutlich in Figur 1A. Die Bauchdecke wurde entfernt, um innere Organe wie Leber, Milz oder Kopf Niere (Abbildung 1 b) zu sammeln. Schleim-Proben wurden auch in diesem Stadium von sanft kratzen die Haut vom vorderen zum hinteren des Fisches mit einem Deckglas oder chirurgische Messer37gesammelt.

Abbildung 1 . Tilapia Dissektion und Sample-Sammlung. A. TiLV-infizierten roten Hybrid Tilapia mit Haut Leisons, Rötung um den Mund und Operculum, Haut Erosion und Hornhauttrübung. B. Sectioned rot Hybrid Tilapia, um Gewebe-Sammlung aus der Leber (zum Zeitpunkt der blauer Pfeil), Milz oder Kopf Niere Organe zu ermöglichen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Danach folgte das Protokoll gemäß Abschnitt 2 für Guanidium Thiocyanat-Phenol-Chloroform Extraktion von Gesamt-RNS und RNA Quantifizierung wie in Abschnitt 3 dargelegt wurde durchgeführt, um Probe Reinheit beurteilen durch Berechnung des Verhältnisses von Reinheit und Untersuchung der spektralen Profile (Abbildung 2). Abbildung 2A zeigt ein repräsentatives Ergebnis aus ein erfolgreiches Gesamt RNA Extraktionsverfahren, während Abbildung 2 b eine schlechte Vorbereitung der RNA darstellt. Nukleinsäuren sind Absorption Maxima bei 260 während Proteine Ihnen bei 280 haben nm. Das Verhältnis der Messungen bei 260 nm und 280 nm zeigen die Reinheit jeder Probe und Verhältnisse von 1,9 bis 2,1 zeigen reine RNA, wie es der Fall für das Beispiel in Abbildung 2A. Niedrigere A260/280-Werte beobachtet in Abbildung 2 b zeigen mögliche Protein oder Phenol Belastung Überbleibsel aus der RNA-Extraktion-Verfahren. Extinktion bei 230 nm kann das Ergebnis einer Kontamination der Probe und das A260/230 nm Verhältnis wird auch aus diesem Grund berechnet. Dieses Verhältnis sollte im Bereich von 2.0-2.2 für reinen RNA-Präparaten wie dargestellt durch einen Wert von 2.03 für das Beispiel in Abbildung 2A, während Abbildung 2 b ein niedriges A260/230 Verhältnis von 1,07 hat und die spektrale Profil eine Verschiebung in den Trog mit 230 zeigt nm auf 240 nm, was bezeichnend für passives Guanidin oder Phenol in der Probe. Für das Beispiel in Abbildung 2 bgezeigt kann die Reinheit der Probe wieder Fällung der RNS um die Verunreinigung zu entfernen verbessert werden.

Abbildung 2 . Spektralfotometrische Quantifizierung von Gesamt-RNS erkrankten Tilapia Gewebe entnommen. A. Reinheit Verhältnisse und spektrale Profile aus einer erfolgreichen RNA-Vorbereitung. B. als A, außer Vertreter eines armen RNA-Extraktion-Verfahrens. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Um TiLV durch RT-PCR zu erkennen, reine Proben wie man in Abbildung 2A vertreten waren reverse Transkription (Protokoll Nr. 4) in cDNA und verwendet, wie eine Vorlage für die PCR assay detailliert in Abschnitt 5 und repräsentative Ergebnisse sind in Abbildung 3Adargestellt. Primer gezeigt Fettdruck in Tabelle 1 wurden verwendet, um ein 491 bp Fragment TiLV genomische Segment 314zu verstärken. Die PCR-Produkte wurden durch Gelelektrophorese getrennt und zur Visualisierung mit EtBr befleckt. Abbildung 3A zeigt die Ergebnisse eines zweistufigen RT-PCR mit 4 cDNA Proben (S1-S4), abgeleitet aus der Leber von erkrankten Tilapia isoliert in Thailand und in jeder Probe, eine saubere single-Band von ca. 500 bp beobachtet werden und somit sind die Proben 1-4 TiLV positiv. Das gleiche PCR-Produkt wurde aus der Positivkontrolle Probe, bestehend aus cDNA TiLV Segment 3 in ein Plasmid32 kloniert, während der keine Vorlage-Kontrolle (NTC) PCR-Produkte nicht Ausbeute gewonnen. Die Probe in Abb. 3 b erfolgte mittels der gleichen Grundierungen wie in Abbildung 3A , aber in einem anderen Labor, mit einem One-Step RT-PCR-Ansatz und mit 5 RNA-Proben, abgeleitet aus dem Kopf Nieren-Gewebe von Tilapia mit Ursprung in der ägyptischen Aquakultur 15. es wurde festgestellt, dass mit dieser Erkennung-Assay, dass Proben 1, 3 und 5 TiLV positiv sind, während Proben 2 und 4 TiLV negativ sind, da keine PCR-Produkt in der richtigen Größe gefunden wurde. Den Negativkontrollen hat unter anderem zwei minus Reverse Transkriptase Kontrollen und zwei NTCs keiner PCR-Produkte generiert. Ein One-Step RT-PCR-Assay wurde ebenfalls durchgeführt targeting Tilapia ActinB gen. Die Größe der Amplifikate 217 bp wurde als erwarteten38in jeder Probe (S1-S5) generiert. Dieser Assay diente als ein Steuerelement für die Integrität der RNA-Proben sowie für eine semi-quantitative Untersuchung der TiLV positive Proben ermöglicht. Angesichts der Tatsache, dass die generierten Tilapia ActB Produkt relativ gleich ist, können Unterschiede in der Höhe von TiLV spezifischen PCR-Produkt erzeugt als ein getreues Spiegelbild der Höhe der TiLV in einem bestimmten Gewebeprobe interpretiert werden.

Abbildung 3 . TiLV RT-PCR. A. cDNA herstellbare Produkte von Leber Gewebe des Kranken Tilapia, gesammelt aus Thailand wurden Bildschirm für TiLV Infektion mit spezifischen Zündkapseln für Segment 3 (gezeigt Fett in Tabelle 1) des TiLV mit einem 2-Schritt-RT-PCR-Assay. M = Marker angezeigt in Basenpaaren; S1-S4 = Proben 1-4; C1 = Positivkontrolle mit pTiLV als Kopiervorlage PCR; und C2 = keine Vorlage-Kontrolle (NTC). B. One-Step RT-PCR unter Verwendung der gleichen Zündkapseln a und Proben vom Kopf Niere Gewebe des Kranken Tilapia aus Ägypten15gesammelt. M = Marker angezeigt in Basenpaaren; S1-S5 = Proben 1-5. Kontrollen C1-C2 sind abzüglich Reverse Transkriptase steuert und C3-C4 NTCs. Bodenplatte nutzt eine One-Step RT-PCR Primer gegen Tilapia ActinB38 (für Details siehe Text) produzieren ein PCR-Produkt von 217 Basenpaaren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Im Gegensatz zu den Endpunkt PCRs dargestellt in Abbildung 3, qPCR-Assays, die im Protokoll 6, erläutert werden Messen Sie die Menge des PCR Produktes nach jedem PCR-Zyklus. Die Verstärkung der Ziel-DNA-Erkennung erfolgt anhand fluoreszierende Moleküle, die Interaktion mit DNA aus jeder Runde Reaktion erzeugt. Hier wurde SYBR Green ich färben genutzt, die Plasmamembrane mit doppelsträngige DNA. Das Fluoreszenzsignal folgt während der Reaktion und ihre Intensität bezieht sich auf die Menge des Produktes gebildet 39,40,41,42,43. TiLV qPCR Tests wurden durchgeführt, wie im Protokoll 6 in verschiedenen Laboratorien mit verschiedenen SYBR Green Reagenzien, qPCR Maschinen und Proben aus verschiedenen Ländern beschrieben. Die daraus resultierende Verstärkung Kurven sind in Abb. 4A und 4 bgezeigt. Es kann beobachtet werden, dass für jeden Test, der Kurs des Experiments vier Phasen hat: die Phase linear Boden, exponentielle Frühphase, späten exponentiellen Phase und die Plateau-Phase. Die lineare Boden Phase tritt während der frühen Zyklen wo kann DNA-Vervielfältigung noch durch DNA-Mengen produzieren nicht genügend Signal/Hintergrund-Verhältnis nicht identifiziert werden. Grundlinie Fluoreszenz wird während dieser Phase berechnet. Danach beginnt Ziel DNA doppelte Konzentration bei jedem Zyklus induzieren das Signal nachweisbar über Hintergrund und exponentiell. Die Verstärkung Effizienz (E) eine gut optimierte qPCR-Assay ist sehr hoch (in der Nähe von 100 %) am Anfang der Reaktion und bleibt stabil in dieser frühen exponentielle Phase von der Verstärkung und es ist an dieser Stelle, dass Quantifizierung, wenn durchgeführt wird Effizienz der Reaktion ist immer noch stabil. In späteren Zyklen beginnt das Signal Plateau und die Intensität der Fluoreszenz ist nicht mehr auf die Startnummer Vorlage Kopie korreliert, weil die Reaktionskomponenten erschöpft44sind. Sättigung kann auch aufgrund der Konkurrenz wieder Glühen Reaktionen, die veränderten Konzentrationsverhältnis der Komponenten oder die Menge des Enzyms Einheiten zu DNA Substrat Molekülen auftreten. Solche Parameter entfallen möglicherweise, die Unterschiede zwischen den Kurven Verstärkung für die Assays gezeigt in Abb. 4A und 4 b. Die enthaltenen Steuerelemente hat nicht diese charakteristischen Verstärkung Kurven generiert.

Abbildung 4 . Verstärkung-plots, um die Ansammlung von Produkt über die Dauer des Echtzeit-PCR-Tests zeigen. A. Verstärkung Kurven des TiLV-positiven Proben abgeleitet aus Thailand, NTCs und positive Plasmid-Steuerung über ein SYBR Green 2-stufige qPCR-Assay. Das Diagramm wurde durch Plotten relative Fluoreszenz (RFU) vs. Zykluszahl generiert. B. Verstärkung Kurven der TiLV positiven Proben aus Ägypten, wie in Abbildung 3 b und ein NTC abgeleitet. Die Verstärkung-Kurve ist die Fluoreszenz des Reporter-Signals auf die Fluoreszenz des passiven ROX Farbstoffs in die Assay (Rn) versus Zykluszahl enthalten normalisiert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Am Ende der qPCR-Thermocyclings auf die verschiedenen Maschinen in jedem Labor wurde die Daten erworben und analysiert. Abbildung 5A und 5 b zeigen repräsentative schmelzende Kurven aus der Assays in jedem Labor durchgeführt. Jede qPCR-Maschine wurde programmiert, eine schmelzende Kurvenanalyse am Ende durchführen. Dies wurde erreicht durch die schrittweise Erhöhung der Temperatur und Überwachung der Fluoreszenz als Funktion der Temperatur. Wenn die Temperatur hoch genug, um DsDNA denaturieren, ist ein großer Tropfen Fluoreszenz aufgezeichnet, weil das Fluorophor-Molekül freigesetzt wird. Die Software der Schuldtitel qPCR berechnet Anlasstemperatur (Tm) von den schmelzenden Kurvendaten durch Auftragen der ersten Derivative Vs Minustemperatur (Abbildung 5). Es ist ersichtlich, dass in Abbildung 5A und 5 b , dass die Produkte in den verschiedenen Sample-Sets gebildet einheitliche schmelzen Übergang auf die erwartete Temperatur ca. 80 ° c zum Test haben. Keine andere Spitzen bei niedrigeren Temperaturen wurden beobachtet. Aufgrund ihrer geringen Größe ist die T-m der Primer-Dimere in der Regel niedriger als die des Ziels DNA-Sequenz. Dieser Unterschied zwischen den T-merleichtert daher das potenzielle Grundierung-Dimere oder andere unspezifische Amplifikationsprodukte zu identifizieren. Die Steuerung hat Schmelze Kurven wie TiLV positiven Proben und Standards nicht generiert und können als eine fast horizontale Linie am unteren Rand die Diagramme in Abbildung 5A und 5 bgesehen werden.

Abbildung 5 . Schmelzen Sie Kurvenanalyse um sicherzustellen, dass die Spezifität des Assays und verschiedenen PCR-Produkte durch ihre schmelzenden Merkmale unterschieden werden können. Schmelzen Sie A. Kurvenanalyse des TiLV-positiven Proben aus Thailand, negativ-Kontrolle und positive Plasmid Kontrolle. B. Kurvenanalyse von TiLV positive Proben aus Ägypten, pTiLV Standards und einem NTC schmelzen. Die Charts in A und B beide die Änderung Fluoreszenz dividiert durch die Veränderung der Temperatur zeigen aufgetragen gegen Temperatur, ein klares Bild von den schmelzenden Dynamik zu produzieren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Die meisten qPCR-Maschinen verfügen über eine Software erleichtert die weitere Auswertung der qPCR laufen und werden die Proben durch die Erzeugung einer Standardkurve durch Plotten automatisch die Zyklus-Schwelle (Ct) gegen den Logarithmus der pTiLV Standards Vorlage zu quantifizieren Kopieren Sie die Nummer wie in Abbildung 6A und 6 b für die zwei unabhängigen Labors gezeigt. Ct ist die Maßeinheit für die Auswertung qPCR Ergebnisse. Der C-t -Wert bezeichnet die Anzahl der Zyklen erforderlich, um einen festgelegten Schwellenwert Fluoreszenz Signal zu erreichen. Je größer die Datenmenge ab Vorlage, desto weniger Zyklen es braucht, um einen nachweisbaren Fluoreszenz-Niveau zu erreichen. In der Tat werden Proben mit einer hohen Belastung der TiLV niedriger C-t -Werte als bei Proben mit einer geringen Belastung der TiLV wie z. B. in Fisch mit eine subklinische Infektion haben. Ermitteln, C-t -Werte, sind natürliche Fluoreszenz Grundbelastung Rohdaten zunächst abgezogen. Als nächstes wählt die Software dem qPCR Gerät zugeordnet automatisch eine Fluoreszenz-Schwelle bei der Suche die Datenkurven für jede Probe und unter Einbeziehung einer Ct vertreten, wo die Probe die Schwelle überschritten. Dies erfolgt getrennt für jede Probe und jede Schwelle sollten sorgfältig geprüft werden, um sicherzustellen, dass der Schwellenwert im logarithmischen Teil der Verstärkung Kurven und an einem Ort, wo alle Kurven parallel sind. So die spezifischen Ct erworben ist ein relativer Wert und es ist relativ ab Vorlage Kopie Nummer45, aber es ist auch speziell für die qPCR-Maschine und Reagenzien, die Effizienz der PCR-Amplifikation und die Nachweisempfindlichkeit. Diese Parameter dazu beitragen, die Unterschiede mit den gleichen Test in Abbildung 6.
Von den standard Kurven in Abbildung 6, Regressionsanalysen, einschließlich Berechnung der Standardkurve Pisten (m) und fängt, Verstärkung Wirkungsgrade (100 x (101/m -1))46 und Linearität der Reaktion wurden durchgeführt. Standardkurve Analysen wurden auch verwendet, um Empfindlichkeit (Begrenzung auf Erkennung), Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit des Tests zu bestätigen. Theoretisch wird die Menge an DNA verdoppelt, mit jedem PCR-Zyklus, was bedeutet, dass die Effizienz (E) 100 % entspricht. Allerdings ist in der Praxis selten ein idealer Wirkungsgrad aufgrund der suboptimalen PCR-Bedingungen wie Hemmung der DNA-Polymerase, Verunreinigungen, zuviel cDNA und Pipettieren Fehler47erreicht. In der Regel Verstärkung E reichen von 90-110 % für gute Assays in Abbildung 6A ein Wirkungsgrad von 94,5 % mit 8 seriell verwässerten pTiLV Proben während der Assay-Effizienz in der Probe berechnet wurde, dargestellt in Abbildung 6 b mit 7 seriell verdünnten pTiLV Proben betrug 101,2 %. Ein Wirkungsgrad von über 100 % ist in der Regel aufgrund des Vorhandenseins von PCR-Inhibitoren in der Probe. Lineare Regressionsanalyse der standard Handlung ermöglicht auch für die Berechnung der Anzahl der TiLV Exemplare in jeder Probe41,42,45, wie für die drei TiLV Proben in rot in Abbildung 6 gezeigten beobachtet werden können ist im Einklang mit den Ergebnissen für Proben S1, S3 und S5 in Abbildung 3 bgezeigt.

Abbildung 6 . RT-qPCR Standardkurven. Real-Time PCR von 10-divisibel serielle Verdünnungen von pTiLV, der Standard in beiden Laboratorien verwendet. A. 8 seriell verwässerten pTiLV Proben wurden getestet, alle bekannter Konzentration und korreliert mit der Anzahl der TiLV Kopien / Reaktion. Die Standardkurve wurde durch Plotten Log Kopie Nummer vs. Zyklus Schwelle (Ct) generiert. Die Steigung =-3.462, R2 = 0.9992 und der Wirkungsgrad liegt bei 94.47 %. B. a, außer 7 seriell verwässerten pTiLV Proben (grün) wurden getestet und das Diagramm zeigt die Schwelle-Zyklus auf der y-Achse und die Kopienzahl des TiLV (Menge) auf der x-Achse. Der y-Achsenabschnitt = 32.327, Steigung =-3.292, R2 = 0,98 und der Wirkungsgrad liegt 101,2 %. Für beide Normen-Kurven werden in A und B, Steigung, y-Achsenabschnitt und Korrelationskoeffizient Werte (R2) genutzt, um die Leistung des Assays zu verstehen. Wichtig ist, sollte R2 Wert nahe bei 1 sein, denn es ist ein Maß für die Linearität der Standardkurve. Die Steigung wird verwendet, um PCR-Effizienz, wobei 100 % Wirkungsgrad einer Steigung von-3.32 entspricht, zu messen, siehe Haupttext für die Gleichung und weitere Details. Eine gute qPCR Reaktion hat in der Regel einen Wirkungsgrad zwischen 90-110 % Korrelation zu einer Neigung von zwischen-3.58 und-3.10. Die Standardkurve für absolute Quantifizierung von unbekannten TiLV positive Proben verwendet wird und bestimmt die genaue Anzahl der TiLV Kopien / Reaktion, wie ist der Fall für die drei TiLV positive Proben rot b.