01本篇适用条件
两段无害教学DNA分别为600 bp与800 bp,末端含相同24 bp重叠序列,融合产物600+800−24=1376 bp。初次PCR引物已验证;本例使用普通GoTaq G2演示拼接,所有候选产物必须测序;需要高保真构建时另用完整核验的校对体系,不混套本例温度。
02实验原理
一片段的3′端能与另一片段的互补重叠区退火并延伸。先无外侧引物8循环生成全长,再取少量进入有外侧引物的新反应;内引物必须先清除,防止残留单片段继续扩增。24 bp重叠区Tm须支持58°C起点,长度本身不保证有效。

原图完整保留PCR循环与扩增示意。它用于理解分子过程;本篇温度、时间与循环次数以已限定Taq和模板的正文程序为准。
03安全与适用范围
样本仅为已知无害教学DNA或明确的非致病实验室株。戴实验服、手套,使用过滤枪头;配液、加模板和开扩增管用分开的器材与区域,扩增管只在产物区打开。凝胶和核酸染料按本地SDS处理;优先蓝光成像,断电后开电泳槽。扩增阳性不代表序列正确。
04材料与仪器
- 两段已验证模板、外侧F/R与含24 bp重叠尾的两条内引物、GoTaq G2 Colorless体系。
- 清理及胶回收装置、Tris、DNA荧光定量、1%胶与梯;PCR仪、洁净分装区。
- 单片段A、B及无模板/无重叠对照。
05配液与用量
| 每25 μL反应 | 加量 | 终浓度 |
|---|---|---|
| 5×Colorless GoTaq反应缓冲液 | 5 μL | 1×;MgCl₂ 1.5 mM,不再盲加镁 |
| dNTP,四种各10 mM | 0.5 μL | 每种0.2 mM |
| 正向引物10 μM | 0.5 μL | 0.2 μM |
| 反向引物10 μM | 0.5 μL | 0.2 μM |
| GoTaq G2,5 U/μL | 0.125 μL | 0.625 U;用总混液避免单管吸0.125 μL |
| 模板或水 | 1 μL | 见正文指定 |
| 无核酸酶水 | 17.375 μL | 总25 μL |
100 μM引物工作液以10 μL储备加90 μL水配成10 μM。N管共用混液按N×1.1份配,模板不加入混液;每管分24 μL再加1 μL模板/水。
| 拼接反应25 μL | 组分 | 计算 |
|---|---|---|
| 无引物轮 | 5×液5 μL、dNTP0.5 μL、酶0.125 μL;A片段30 ng、B片段40 ng;水至25 μL | 30/600=40/800,同摩尔;各10 ng/μL时3和4 μL,水12.375 μL |
| 外引物轮 | 表中常规25 μL配方,模板为无引物轮1 μL | 外F/R各0.2 μM,水17.375 μL |
| 初次PCR | A与B各25 μL,模板1 ng | 分别用对应一对初次引物;72°C延伸A40秒/B50秒 |
06时间安排
| 阶段 | 条件 | 时间 |
|---|---|---|
| 初次PCR及净化 | 30循环、质控与定量 | 2.5小时 |
| 无引物延伸 | 8循环 | 25分钟 |
| 外引物轮 | 25循环 | 约80分钟 |
| 制备胶/QC | 1%胶 | 1小时 |
07开始前的准备
画出连接方向与阅读框,确认重叠区为同一24 bp而不是两段无关尾。分别模拟600、800和1376 bp产物,记录交界处完整序列。片段等摩尔配对,不能照抄旧文“各取5–10 μL”而不看浓度。本例普通Taq引入突变和非模板A尾的风险以最终测序管理。

观察枪头与胶孔的位置;正文上样时避免戳破胶底、漏到缓冲液或挤入相邻孔。照片是原教程示例,不代表本篇样本、上样量或实验结果。来源为Addgene技术教程,非商业推广。
08逐步操作
- 核对四条初次引物方向及24 bp重叠序列,写下两片段和融合产物预期长度。
- 分别按25 μL常规表配A、B初次PCR,各加1 ng无害模板,并各设NTC。
- 运行95°C2分钟;30循环95°C30秒/58°C30秒/72°C分别40或50秒;72°C5分钟。
- 用3 μL检查A/B及NTC,单带且NTC干净后分别净化;有杂带先按目标大小分离。
- 将A/B以同法定量,分别稀释到10 ng/μL,保留输入胶图与浓度记录。
- 配无引物融合管:A3 μL、B4 μL及表中酶体系补至25 μL;另配仅A、仅B两管同量反应。
- 无引物管运行95°C2分钟;8循环95°C30秒、58°C30秒、72°C90秒,4°C暂存。
- 在产物区取无引物轮1 μL进入新的25 μL外F/R反应;A-only、B-only与新NTC并行,器材不返回洁净区。
- 运行95°C2分钟;25循环95°C30秒、58°C30秒、72°C90秒;72°C5分钟。
- 各取5 μL上1%胶,5 V/cm分离1376、800、600 bp,保存完整对照图。
- 回收A+B特有的1376 bp带,净化并定量,记录体积和回收质量。
- 双向测序覆盖整个融合片段及24 bp交界,检查缺失、重复、阅读框和点突变;无法覆盖时增加内部测序引物。
- 只把序列完全符合设计的产物或后续克隆标为正确,保留所有对照和原始序列。
09结果判断与质控
A+B应有1376 bp,NTC及单片段对照不应有该带。单带只是大小证据;接头可能重复/错配,必须测序。更大融合、多个片段或高GC不能直接沿用本例延伸时间。
10实验记录模板
| 片段 | bp/浓度 | ng/μL加入量 | 重叠序列/Tm | 无引物轮/外轮程序 | 各对照胶 | 接头及全长序列 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A/B/融合 | 600/800/1376 | 30/40 ng | 待填 | 8/25循环 | 待填 | 待填 |
11常见问题与排错
两单片段有、融合无
检查24 bp方向与Tm、残留内引物及等摩尔比例,再调整重叠退火条件。
多带
减少外轮模板与循环,检查片段纯度;不能仅挑最亮非预期带。
序列错
重做并使用已核验高保真体系,普通Taq产物不能凭胶带代替全长测序。
12参考资料
- 用户提供网络手册物理第31–36、39页:读取SOE、FAQ及Fusion例,纠正把EcoRI归为Ⅱs酶和不核算重叠长度等问题;不导入抗体片段实例。
- OpenWetWare,PCR Overlap Extension,2011-12-22版,实际全文查阅2026-11-02:核对互补重叠、等摩尔净化片段、无引物轮与外引物轮、最终测序;其特定聚合酶禁用建议不跨酶泛化。
- Promega,GoTaq G2 DNA Polymerase Product Information,9PIM784,修订03/18:已读50 μL体系、1.5 mM MgCl₂、0.2 mM各dNTP、0.1–1 μM引物、约1分钟/kb延伸及25–30循环;本文按体积减半,保留相同酶浓度。
做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。