技术支持

KASP(Kompetitive Allele-Specific PCR,竞争性等位基因特异性PCR)是一种基于PCR的基因分型技术,主要用于检测单核苷酸多态性(SNP)和其他特定基因变异。广泛应用于农业育种、医学研究、群体遗传学等领域。

引物设计开发流程如下

  1. 获取SNP信息,要求两亲本在SNP位置的碱基序列不同,同时该SNP上游20bp、下游40bp无其他SNP, SNP信息可通过全基因组测序得到,也可通过重测序得到;
  2. 提取亲本DNA、F1代DNA
  3. 引物设计:
  • 从SNP所在碱基开始往上游数20bp作为左引物f,SNP的碱基作为左引物的第20个碱基,于是有左引物f1,f2;
  • 使用引物设计软件或引物设计网站(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/)固定左引物f,通过blast得到右引物R,产物大小需小于60bp;
  • 左引物f1、f2分别加上接头A1、A2(接头序列A1:GAAGGTGACCAAGTTCATGCT,A2:GAAGGTCGGAGTCAACGGATT)序列为F1、F2,即F1=A1f1,F2=A2f2;
  • 合成序列F1,F2,R,选用ULTRPAGE纯化方式;
  1. 将引物干粉溶解,按比例配制成Primer Mix
  2. 引物筛选:每种引物每个亲本及F1最少跑2个孔。
  3. 扩增结束后使用荧光定量PCR读带:读带程序如下:
    25℃ for 5s + Plate Read。读带完成后,选定荧光类型FAM、HEX、ROX,选择Allelic Discrimination进行分析
  4. 挑选其中聚类明显的引物作为候选标记。
  5. 将候选标记用于群体,若聚类效果明显则可作为KASP标记,聚类效果不明显则不能作为标记。

 

一般来说,实验初期需要选择多个位点设计不同引物进行实际验证,从中选出聚类效果明显的作为最终的引物用于实验。KASP 本身是一个非常依赖引物设计的技术,如果反复优化无果,很可能引物在 SNP 区位的设计可以进一步改善。

推荐产品:KASP PCR MixPlus P4041

 

配置反应体系

  1. 模板DNA:通常每个反应加入2.5-25ng/ul高质量DNA可满足分型需求。具体投入量根据实验使用物种的基因组大小判断,遵循大基因组高投入,小基因组低投入原则投入适当DNA。请尽量保持DNA浓度一致。
  2. 引物:按比例混合 F1、F2、R 各为 10 μM 的 Primer Mix(体积比 1:1:2.5)
  3. KASP PCR MixPlus : KASP PCR Mix、KASP Probe Mix 全部组分混合振荡均匀

PCR扩增体系如下(10ul体系)

Component Volume
DNA 25-250ng
KASP PCR MixPlus 5ul
Primer mix 0.76ul
超纯水 补齐至10ul

 

阴性对照设置

为保证基因分型数据的准确性,除测试样品外,还应在PCR板上使用对照样品。建议每个基因分型板上包含两个NTCs (无模板对照)。NTC孔的荧光信号强度与模板DNA孔的信号强度差异可以提高对基因分型数据有效性的判定。通常NTC样品的信号值应接近原点,NTC孔中观察到的任何扩增都表明存在污染或非特异性扩增,能够辅助分型数据的判读。

设定反应程序进行KASP反应

Stage Temperature Time Number of Cycles
Hot-start Taq activation 95℃ 1 min 1
Touchdown 95℃ 15 sec 10
60→54℃,-0.6℃/循环 15 sec
72℃ 20 sec
Amplification 95℃ 15 sec 26-35
54℃ 15 sec
72℃ 20 sec
Read 30℃ 60 sec 1

循环数建议根据物种基因组大小和投入量确定,如首次实验无成熟程序,建议采取26个循环进行初始反应,后续逐次增加循环进行最适条件摸索。

若初始PCR扩增结束后未获得明确基因型分簇,可以按照扩增循环条件增加3个循环(94°C 20 sec,57°C 60 sec),并再次读取和分析荧光信号值。若分簇结果仍不够理想,可以继续增加PCR循环,直至观察到紧密且分离良好的基因型分簇为止。

荧光读取

选定荧光类型FAM、HEX、ROX,选择Allelic Discrimination进行分析(根据实际仪器进行操作)