PCR分型入门:用两种非编码教学等位片段练习判型

以预验证A/B合成DNA模拟单模板和双模板分型,明确已知对照、无模板对照与判型失败条件。

01本篇适用条件

仅使用指导者提供的两种非感染性、无功能非编码合成DNA教学片段A/B:已验证同一对引物分别产生200 bp和350 bp,不涉及动物采样或危险基因。开始前必须有A/B序列、引物序列、预期长度及55°C退火验证资料;教程不提供虚构“通用分型引物”。A+B等质量混合只是模拟双等位模板,并不能代表真实细胞的杂合基因型或等位比例。

02实验原理

分型比“有无一条PCR带”多了明确的类别定义和已知类型对照。某一等位模板扩增失败可导致假单型,因此双模板阳性、单模板对照、NTC和待测重复一起判断,失败时报告未定型而非硬选类别。

PCR变性、引物退火与延伸的完整循环示意

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。

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03安全与适用范围

使用普通无害DNA,仍需前/后扩增分区、过滤枪头、手套及独立耗材。电泳及染料按所用体系SDS和设备要求操作;已扩增管不回到配液区。

04材料与仪器

  • 5 U/μL普通Taq及配套含Mg²⁺10×buffer、每种10 mM dNTP、各10 μM的预验证引物。
  • 已知A/B各2 ng/μL储备液、未知教学样本2 ng/μL、水、PCR管和仪器。
  • 2%TAE琼脂糖胶、100 bp ladder、6×loading dye、兼容染料与带防护成像系统。

05配液与用量

组分单管25 μL终量
水/10×buffer/dNTP18.4/2.5/0.5 μL1×buffer,每种dNTP0.2 mM
F/R引物各1.25 μL各0.5 μM
Taq/模板0.1/1 μL0.5 U;模板2 ng
十份不含引物模板的共享液水184+buffer25+dNTP5+Taq1 μL共215 μL,每管分21.5 μL
双模板对照A10 μL+B10 μL各1 ng/μL,共2 ng/μL
2%分析胶琼脂糖1 g+1×TAE50 mL可区分本例200/350 bp

06时间安排

阶段条件时间
配液冰上20分钟
初始变性94°C2分钟
30循环94°C30秒、55°C30秒、72°C1分钟约60分钟
末延伸72°C5分钟
电泳约5 V/cm,前沿至胶长75%约45–60分钟

07开始前的准备

六管为A、B、A+B、未知U1、同未知U2、NTC。判型规则先写:仅200 bp对应A类,仅350 bp对应B类,两带对应混合类,无带或其他情况为未定型。该规则只适合已确认这两类合成模板,不推广到任意真实基因。检查未知输入在已验证范围,缓冲液Mg²⁺组成从实际瓶签记录。

08逐步操作

  1. 核对A/B及未知编号,准备六支PCR管和完整板图;把已知类别资料与未知身份分开记录,避免按预期结果补标签。
  2. 将A10 μL和B10 μL配为双模板对照,混匀。单模板A、B均保持2 ng/μL,未知统一到2 ng/μL。
  3. 冰上解冻并混匀非酶组分,短暂收液;Taq最后取出,轻弹混匀,勿在室温久放。
  4. 配十份共享液:水184 μL、buffer25 μL、dNTP5 μL、Taq1 μL,轻吹打混匀,合计215 μL;多配量用于避免0.1 μL单独移液。
  5. 六管各加F1.25 μL、R1.25 μL,再分21.5 μL共享液。每管此时24 μL,逐管勾选。
  6. 先NTC加水1 μL,再给U1/U2各加同一未知1 μL,最后A、B、A+B各加对应模板1 μL;盖紧并换过滤头。
  7. 轻混后短暂离心收液,PCR仪设25 μL,输入94°C2分钟、30循环94°C30秒/55°C30秒/72°C1分钟、72°C5分钟、4°C保持。
  8. 保存程序并运行,结束把反应送到后扩增区;任何中断或程序误设都记录,不能当完整反应解释。
  9. 各取产物5 μL、水5 μL、6×loading dye2 μL,共12 μL,取10 μL上2%TAE胶;固定泳道为100 bp ladder、A、B、A+B、U1、U2、NTC。
  10. 用约5 V/cm运行,按本装置两电极间距计算总电压;前沿到胶长约75%停电,断开后取胶成像,保留全胶图。
  11. 先检查A为200 bp、B为350 bp、A+B两带都可见、NTC无对应带;任一对照失败,则整批未知暂停判型。
  12. 对照合格且U1/U2一致时按预设规则分类;重复不同、有杂带或无带写未定型,查模板和反应再重做,不据一条较强带判型。
  13. 需要真实生物样本分型时,必须另有内控位点、等位特异验证及必要测序;本次教学分类只报告合成模板类别,保存全部原始结果和未定型原因。

09结果判断与质控

能对盲法教学模板给出与已知类别相符且重复一致的分类,才完成练习。双模板对照缺一带意味着可能存在等位扩增偏倚,不能继续将未知单带当作可靠单型。此实验没有验证真实基因组的基因型、拷贝数或遗传关系。

10实验记录模板

管/泳道模板号/类型输入ng预计bp实测条带对照合格分类/未定型原因全胶图
待填待填2或NTC待填待填待填待填待填

11常见问题与排错

双模板仅一条带

可能存在模板比例、长度偏倚或反应条件问题,先修复混合对照,不把它改标成单模板。

未知完全无带

检查阳性、模板质量和抑制物;真实分型需内控,不能直接判某等位缺失。

NTC出现目标带

停批、清洁前扩增区并更换工作液复做。

12参考资料

  • Addgene PCR:普通Taq反应及程序原则,本文25 μL体积按比例核算。
  • A/B长度和55°C退火均为教学材料必须已有的验证条件,实际引物/序列资料应附在本次记录,不声称适用于任何未验证位点。
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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。