The primary step for efficient control of viral diseases is the development of simple, rapid, and sensitive virus detection. Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) has been used to detect viral RNA molecules because of its simplicity and high sensitivity for a number of viruses. RT-LAMP for the detection of Potato virus X (PVX) was developed and compared with conventional reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) to demonstrate its advantages over RT-PCR. RT-LAMP reactions were conducted with or without a set of loop primers since one out of six primers showed PVX specificity. Based on real-time monitoring, RT-LAMP detected PVX around 30 min, compared to 120 min for RT-PCR. By adding a fluorescent reagent during the reaction, the extra step of visualization by gel electrophoresis was not necessary. RT-LAMP was conducted using simple inexpensive instruments and a regular incubator to evaluate whether RNA could be amplified at a constant temperature instead of using an expensive thermal cycler. This study shows the potential of RT-LAMP for the diagnosis of viral diseases and PVX epidemiology because of its simplicity and rapidness compared to RT-PCR.
Bovine parainfluenza virus type 5 (bPIV5) was isolated from cattle with downer cow syndrome in 2012, and included both respiratory and neurotropic pathogens from a variety of animals. In the current study, we conducted serosurveillance using sera obtained from seven Korean farms and optimized a reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) assay to detect bPIV5. The overall seropositive rate for Korean cattle was 21.4% (163/760). A farm located near the city of Milyang in Gyeoungnam province had a markedly elevated seropositive rate for bPIV5 compared to that of the other six farms. The regional seropositive rates were 4.2% (8/192) for Haman, 19.5% (18/55) for Hwasung, 73.9% (65/88) for Milyang, 26.0% (50/192) for Namwon, 1.0% (1/96) for Uljin, 13.5% (13/96) for Yeongju, and 32.7% (8/41) for Yongin. The sensitivity and specificity of three RT-PCR primer sets used to amplify the conserved fusion gene of bPIV5 were also evaluated. An RT-PCR assay using the bPIVFR3 primer set was 10-fold more sensitive than the assays using the two other primer sets and did not result in non-specific amplification. These results demonstrated that the bPIFR3 primer set can be used to detect bPIV5.
In April 2009, the H1N1 pandemic influenza virus emerged as a novel influenza virus. The aim of this study was to compare the performances of several molecular assays, including conventional reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), two real-time reverse transcription (rRT)-PCRs, and two multiplex RTPCRs. A total of 381 clinical specimens were collected from patients (223 men and 158 women), and both the Seeplex RV7 assay and rRT-PCR were ordered on different specimens within one week after collection. The concordance rate for the two methods was 87% (332/381), and the discrepancy rate was 13% (49/381). The positive rates for the molecular assays studied included 93.1% for the multiplex Seeplex RV7 assay, 93.1% for conventional reverse transcription (cRT)-PCR, 89.7% for the multiplex Seeplex Flu ACE Subtyping assay, 82.8% for protocol B rRT-PCR, and 58.6% for protocol A rRT-PCR. Our results showed that the multiplex Seeplex assays and the cRT-PCR yielded higher detection rates than rRT-PCRs for detecting the influenza A (H1N1) virus. Although the multiplex Seeplex assays had the advantage of simultaneous detection of several viruses, they were time-consuming and troublesome. Our results show that, although rRT-PCR had the advantage, the detection rates of the molecular assays varied depending upon the source of the influenza A (H1N1)v virus. Our findings also suggest that rRT-PCR sometimes detected virus in extremely low abundance and thus required validation of analytical performance and clinical correlation.
Zhang, Yubao;Xie, Zhongkui;Fletcher, John D;Wang, Yajun;Wang, Ruoyu;Guo, Zhihong;He, Yuhui
The Plant Pathology Journal
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v.36
no.1
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pp.76-86
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2020
Cucumber mosaic virus (CMV) is damaging to the growth and quality of lettuce crops in Lanzhou, China. Recently, however, for the first time an isolate of lettuce necrotic yellows virus (LNYV) has been detected in lettuce crops in China, and there is concern that this virus may also pose a threat to lettuce production in China. Consequently, there is a need to develop a rapid and efficient detection method to accurately identify LNYV and CMV infections and help limit their spread. Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) assays were developed to detect the nucleoprotein (N) and coat protein (CP) genes of LNYV and CMV, respectively. RT-LAMP amplification products were visually assessed in reaction tubes separately using green fluorescence and gel electrophoresis. The assays successfully detected both viruses in infected plants without cross reactivity recorded from either CMV or LNYV or four other related plant viruses. Optimum LAMP reactions were conducted in betaine-free media with 6 mM Mg2+ at 65℃ for LNYV and 60℃ for 60 min for CMV, respectively. The detection limit was 3.5 pg/ml and 20 fg/ml using RT-LAMP for LNYV and CMV plasmids, respectively. Detection sensitivity for both RT-LAMP assays was greater by a factor of 100 compared to the conventional reverse transcription polymerase chain reaction assays. This rapid, specific, and sensitive technique should be more widely applied due to its low cost and minimal equipment requirements.
Kim, Mi-Ju;Lee, Shin-Young;Kim, Hyun-Joong;Lee, Jeong Su;Joo, In Sun;Kwak, Hyo Sun;Kim, Hae-Yeong
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.26
no.8
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pp.1398-1403
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2016
The simultaneous detection and accurate identification of hepatitis A virus (HAV) is critical in food safety and epidemiological studies to prevent the spread of HAV outbreaks. Towards this goal, a one-step duplex reverse-transcription (RT)-PCR method was developed targeting the VP1/P2B and VP3/VP1 regions of the HAV genome for the qualitative detection of HAV. An HAV RT-qPCR standard curve was produced for the quantification of HAV RNA. The detection limit of the duplex RT-PCR method was 2.8 × 101 copies of HAV. The PCR products enabled HAV genotyping analysis through DNA sequencing, which can be applied for epidemiological investigations. The ability of this duplex RT-PCR method to detect HAV was evaluated with HAV-spiked samples of fresh lettuce, frozen strawberries, and oysters. The limit of detection of the one-step duplex RT-PCR for each food model was 9.4 × 102 copies/20 g fresh lettuce, 9.7 × 103 copies/20 g frozen strawberries, and 4.1 × 103 copies/1.5 g oysters. Use of a one-step duplex RT-PCR method has advantages such as shorter time, decreased cost, and decreased labor owing to the single amplification reaction instead of four amplifications necessary for nested RT-PCR.
Avian influenza (AIV) outbreaks can induce fatal human pulmonary infections in addition to economic losses to the poultry industry. In this study, we aimed to develop a rapid and sensitive point-of-care AIV test using loop-mediated isothermal amplification (LAMP) technology. We designed three sets of reverse transcription LAMP (RT-LAMP) primers targeting the matrix (M) and hemagglutinin (HA) genes of the H5 and H9 subtypes. RT-LAMP targeting the universal M gene was designed to screen for the presence of AIV and RT-LAMP assays targeting H5-HA and H9-HA were designed to discriminate between the H5 and H9 subtypes. All three RT-LAMP assays showed specific amplification results without nonspecific reactions. In terms of sensitivity, the detection limits of our RT-LAMP assays were 100 to 1,000 RNA copies per reaction, which were 10 times more sensitive than the detection limits of the reference reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) (1,000 to 10,000 RNA copies per reaction). The reaction time of our RT-LAMP assays was less than 30 min, which was approximately four times quicker than that of conventional RT-PCR. Altogether, these assays successfully detected the existence of AIV and discriminated between the H5 or H9 subtypes with higher sensitivity and less time than the conventional RT-PCR assay.
The pandemic of avian influenza viruses (AIVs) in Asia has caused enormous economic loss in poultry industry and human health threat, especially clade 2.3.4.4 H5 and H7 subtypes in recent years. The endemic chicken H6 virus in Taiwan has also brought about human and dog infections. Since wild waterfowls is the major AIV reservoir, it is important to monitor the diversified subtypes in wildfowl flocks in early stage to prevent viral reassortment and transmission. To develop a more efficient and sensitive approach is a key issue in epidemic control. In this study, we integrate multiplex reverse transcription recombinase polymerase amplification (RT-RPA) and capillary electrophoresis (CE) for high-throughput detection and differentiation of AIVs in wild waterfowls in Taiwan. Four viral genes were detected simultaneously, including nucleoprotein (NP) gene of all AIVs, hemagglutinin (HA) gene of clade 2.3.4.4 H5, H6 and H7 subtypes. The detection limit of the developed detection system could achieve as low as one copy number for each of the four viral gene targets. Sixty wild waterfowl field samples were tested and all of the four gene signals were unambiguously identified within 6 h, including the initial sample processing and the final CE data analysis. The results indicated that multiplex RT-RPA combined with CE was an excellent alternative for instant simultaneous AIV detection and subtype differentiation. The high efficiency and sensitivity of the proposed method could greatly assist in wild bird monitoring and epidemic control of poultry.
Soybean mosaic virus (SMV) is a prevalent pathogen that causes significant yield reduction in soybean production worldwide. SMV belongs to potyvirus and causes typical symptoms such as mild mosaic, mosaic and necrosis. SMV is seed-borne and also transmitted by aphid. Eleven SMV strains, G1 to G7, G5H, G6H, G7H, and G7a were reported in soybean varieties in Korea. A reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) method allowed one-step detection of gene amplification by simple procedure and needed only a simple incubator for isothermal template. This RT-LAMP method allowed direct detection of RNA from virus-infected plants without thermal cycling and gel electrophoresis. In this study, we designed RT-LAMP primers named SML-F3/B3/FIP/BIP from coat protein gene sequence of SMV. After the reaction of RT-LAMP, products were identified by electrophoresis and with the detective fluorescent dye, SYBR Green I under daylight and UV light. Optimal reaction condition was at $58^{\circ}C$ for 60 min and the primers of RT-LAMP showed the specificity for nine SMV strains tested in this study.
Viral safety is an important prerequisite for clinical preparations of mammalian cell culture-derived biopharmaceuticals, because numerous adventitious viruses have been contaminated during the manufacturing process. In particular, Chinese hamster ovary (CHO) cells are highly susceptible to several RNA viruses including reovirus (Reo), bovine viral diarrhea virus (BVDV), and bovine parainfluenza virus (BPIV) and there have been reports of such viral contaminations. Therefore, viral detection during the CHO cell process is necessary to ensure the safety of biopharmaceuticals against viruses. In this study, a multiplex reverse transcription (RT)-PCR assay was developed and subsequently evaluated for its effectiveness as a means to simultaneously detect Reo, BVDV, and BPIV during the manufacture of cell culture-derived biopharmaceuticals. Specific primers for Reo, BVDV, and BPIV were selected, and a multiplex RT-PCR was optimized. The sensitivity of the assay for simultaneous amplification of all viral target RNAs was $7.76{\times}10^2\;TCID_{50}/ml$ for Reo, $7.44{\times}10^1\;TCID_{50}/ml$ for BVDV, and $6.75{\times}10^1\;TCID_{50}/ml$ for BPIV. The multiplex RT-PCR was proven to be very specific to Reo, BVDV, and BPIV and was subsequently applied to the validation of CHO cells artificially infected with each virus. It could detect each viral RNA from CHO cells as well as culture supernatants. Therefore, it was concluded that the multiplex RT-PCR assay can be applied to detection of the adventitious viruses during the manufacture of cell culture-derived biopharmaceuticals.
Soybean yellow mottle mosaic virus (SYMMV) is a new emerging plant virus detected in soybean (Glycine max) in Korea. Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) assay for rapid detection of SYMMV has been developed. In this study, we have designed primers (SYMM-F3/B3/FIP/BIP) specific to sequences from the coat protein gene of SYMMV genome. Sensitivity analysis showed that RT-LAMP was 10 to 100 times more sensitive than reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The optimal reaction condition of RT-LAMP was determined at $65^{\circ}C$ for 50 minutes. The result indicates that RT-LAMP assay does not require special equipment and long time for SYMMV detection. Therefore, it can be an alternative detection method of RT-PCR in laboratory.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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