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Development and Experimental Validation of a Predictive Threshold Cycle Equation for Quantification of Virulence and Marker Genes by High-Throughput Nanoliter-Volume PCR on the OpenArray Platform

放大器 底漆(化妆品) 生物 聚合酶链反应 毒力 计算生物学 荧光染料 遗传学 基因 化学 有机化学
作者
Robert D. Stedtfeld,Samuel W. Baushke,Dieter M. Tourlousse,Sarah M. Miller,Tiffany M. Stedtfeld,Erdoḡan Gülari,James M. Tiedje,Syed A. Hashsham
出处
期刊:Applied and Environmental Microbiology [American Society for Microbiology]
卷期号:74 (12): 3831-3838 被引量:63
标识
DOI:10.1128/aem.02743-07
摘要

Development of quantitative PCR (QPCR) assays typically requires extensive screening within and across a given species to ensure specific detection and lucid identification among various pathogenic and nonpathogenic strains and to generate standard curves. To minimize screening requirements, multiple virulence and marker genes (VMGs) were targeted simultaneously to enhance reliability, and a predictive threshold cycle (C(T)) equation was developed to calculate the number of starting copies based on an experimental C(T). The empirical equation was developed with Sybr green detection in nanoliter-volume QPCR chambers (OpenArray) and tested with 220 previously unvalidated primer pairs targeting 200 VMGs from 30 pathogens. A high correlation (R(2) = 0.816) was observed between the predicted and experimental C(T)s based on the organism's genome size, guanine and cytosine (GC) content, amplicon length, and stability of the primer's 3' end. The performance of the predictive C(T) equation was tested using 36 validation samples consisting of pathogenic organisms spiked into genomic DNA extracted from three environmental waters. In addition, the primer success rate was dependent on the GC content of the target organisms and primer sequences. Targeting multiple assays per organism and using the predictive C(T) equation are expected to reduce the extent of the validation necessary when developing QPCR arrays for a large number of pathogens or other targets.
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