許如蘇,周廣彪,段建發(fā),蘇建暉,魏 霜,陳冠武
(汕頭出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣東汕頭 515031)
Taqman-LNA熒光PCR快速檢測(cè)肉制品中馬源性成分的研究
許如蘇,周廣彪,段建發(fā),蘇建暉,魏 霜,陳冠武
(汕頭出入境檢驗(yàn)檢疫局,廣東汕頭 515031)
[目的] 建立快速檢測(cè)肉制品中馬源性成分的Taqman-LNA熒光PCR方法。[方法] 基于馬的種屬保守序列,設(shè)計(jì)特異性引物和Taqman-LNA探針,建立可快速檢測(cè)肉制品中馬源性成分的Taqman-LNA熒光PCR檢測(cè)方法。通過對(duì)特異性、靈敏度、重復(fù)性的檢測(cè),對(duì)建立的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果] 建立的Taqman-LNA熒光PCR方法靈敏,可檢測(cè)到馬肉DNA最低限為1.4 pg;特異,與豬、牛、羊、鹿、驢、兔、雞、鴨、鵝、蝦無非特異性反應(yīng);可重復(fù),批內(nèi)和批間的變異系數(shù)均小于2%;準(zhǔn)確,應(yīng)用該法檢測(cè)人為摻入馬肉的肉制品,檢測(cè)結(jié)果與預(yù)期相符。[結(jié)論 ]本研究建立的方法具有靈敏度高,特異性強(qiáng),重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),適合于肉制品中馬源性成分檢測(cè)。
馬源性成分;鎖核酸(LNA)探針;熒光定量PCR;肉制品
一些不法商家為牟取暴利,在標(biāo)明某肉的肉制品中摻入低價(jià)位其它肉類,如在牛肉丸中摻入豬肉,在牛肉制品中摻入馬肉等,極大地?fù)p壞了消費(fèi)者的利益。在我國(guó),媒體已多次曝光假冒牛羊肉卷事件。在瑞典、英國(guó)和法國(guó)等西方國(guó)家,也多次曝光用馬肉假冒牛肉事件。BALLIN等對(duì)近千種肉制品的檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn),有近20%的產(chǎn)品存在標(biāo)識(shí)與品種不完全相符現(xiàn)象[1]。目前,打擊肉制品摻假已成為社
會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn),而對(duì)肉制品中動(dòng)物源性成分的快速鑒別是打假的重要技術(shù)手段。
對(duì)肉制品的摻假檢測(cè)主要基于對(duì)動(dòng)物源性成分的鑒別,盡管動(dòng)物源性成分鑒別有多種方法,但以檢測(cè)DNA為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)方法,尤其是PCR技術(shù)以穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速等優(yōu)勢(shì)而得到越來越廣泛的應(yīng)用[2-5]。然而,食品中DNA成分復(fù)雜,加之PCR技術(shù)的高靈敏度,使得應(yīng)用PCR方法來鑒別物種存在因非特異性擴(kuò)增而產(chǎn)生假陽性結(jié)果的缺點(diǎn)。因此,以PCR為基礎(chǔ),應(yīng)用改良的引物探針設(shè)計(jì)策略已逐步成為肉類鑒別的新方向[6]。Taqman-LNA熒光探針是在Taqman探針的基礎(chǔ)上,有目的地將探針的一些堿基修飾成LNA堿基,通過提供探針的Tm值,縮短探針長(zhǎng)度來增加探針的穩(wěn)定性、特異性和設(shè)計(jì)的靈活性[7]。目前,Taqman-LNA熒光PCR已在病原檢測(cè)[8-11]、基因突變檢測(cè)[12-13]等方面得到廣泛應(yīng)用,但該技術(shù)在動(dòng)物源性成分檢測(cè)方面國(guó)內(nèi)尚未見相關(guān)報(bào)道。本研究利用Taqman-LNA熒光探針的上述優(yōu)點(diǎn),首次建立肉制品中馬源性成分的Taqman-LNA熒光PCR檢測(cè)方法,為該技術(shù)應(yīng)用于其他動(dòng)物源性成分的檢測(cè)提供了借鑒。
1.1 主要儀器設(shè)備
LightCycler?480型熒光定量PCR儀(Roche),高速離心機(jī)(Beckman),恒溫干熱器(Eppendorf)。
1.2 主要試劑
Probes Master 2×conc購自Roche公司;核酸提?。x心柱法)試劑盒購自達(dá)安公司。
1.3 肉及肉制品來源
從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和超市購買馬、牛、羊、豬、雞、鴨等動(dòng)物肌肉和牛肉丸、羊肉串、羊肉丸、豬肉丸、肉腸、肉松等肉制品共80份樣品,本單位提供進(jìn)口牛肉樣品10份。
1.4 樣品制備和DNA提取
取樣品10~25 g,剪碎后用絞肉機(jī)絞成糊狀。稱取30 mg,使用核酸提?。x心柱法)試劑盒進(jìn)行DNA提取并測(cè)定DNA濃度。
1.5 引物探針設(shè)計(jì)與合成標(biāo)記
使用Primer Express軟件針對(duì)馬的種屬保守基因設(shè)計(jì)特異引物和鎖核酸探針。正向引物序 列:5'-CCCACTATCAGGATTCATACCC-3',反 向 引 物 序 列:5'-AGTGAGGTGGAATAGGTTAGTCG-3',LNA探 針 序 列: 5'-FAMCACCAAAAATAG+CAGCATCATCCTCC–BHQ1-3',均由上海輝睿公司合成。
1.6 Taqman-LNA熒光PCR方法的建立
根據(jù)反應(yīng)體系酶的特性、熒光PCR儀的特點(diǎn)和引物Tm值設(shè)定預(yù)反應(yīng)條件,再通過對(duì)引物探針濃度和退火溫度的優(yōu)化,最后確定Taqman-LNA熒光PCR的最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)總體積為20μL,內(nèi)含Probes Master 2×conc 10μL,10μmol/L上游和下游引物各0.4μL,10μmol/L鎖核酸探針0.3μL,模板1μL;反應(yīng)參數(shù)為:預(yù)變性95℃ 8min;95 ℃,10 s,58 ℃,30 s(收集熒光信號(hào)),40個(gè)循環(huán)。
1.6.1 特異性檢驗(yàn)。以同一提取方法,同等肉量提取的馬、豬、牛、羊、驢、鹿、驢、雞、鴨、鵝、蝦的DNA為模板,進(jìn)行Taqman-LNA熒光PCR試驗(yàn)以檢測(cè)方法的特異性。
1.6.2 靈敏度檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立。將從馬肉提取的DNA 作10×系列稀釋,分別進(jìn)行Taqman-LNA熒光PCR試驗(yàn)。選取6個(gè)梯度的DNA濃度,以其對(duì)應(yīng)的稀釋倍數(shù)對(duì)數(shù)值與CP值制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(由儀器配套軟件自動(dòng)生成)。
1.6.3 重復(fù)性檢驗(yàn)。將從馬肉提取的DNA 作10×系列稀釋,取100~10-4稀釋的DNA模板進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn),每次試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù),共進(jìn)行3次試驗(yàn),計(jì)算批內(nèi)和批間CP值的變異系數(shù)V。V=標(biāo)準(zhǔn)差s/CP均值。
1.7 對(duì)人為摻入馬肉肉制品的檢測(cè)
選擇已知成分的牛肉丸和羊肉串作為肉制品基質(zhì),分別按1.4制成糊狀樣品,按大約50%、30%、10%、5%和1%的比例在糊狀樣品中摻入絞碎馬肉,混勻制成人為摻入馬肉的肉制品,每個(gè)比例各取2份樣品,按1.4提取DNA,采用本研究建立的方法進(jìn)行檢驗(yàn),以評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性。
1.8 對(duì)市售肉制品的檢測(cè)
按1.4提取市售肉制品的DNA,采用本方法進(jìn)行馬源性成分檢測(cè)。試驗(yàn)設(shè)馬肉DNA和空白對(duì)照。
2.1 特異性
試驗(yàn)結(jié)果只有馬肉出現(xiàn)典型擴(kuò)增曲線,牛、羊、豬、驢、鹿、驢、雞、鴨、鵝、蝦肉均無擴(kuò)增曲線(圖1),說明本研究建立的方法具有高度特異性。
圖1 特異性試驗(yàn)擴(kuò)增曲線
2.2 靈敏度
使用10倍系列稀釋的馬肉提取的DNA為模板進(jìn)行馬源性成分檢測(cè),各梯度反應(yīng)體系中的模板DNA量分別為140ng、14ng、1.4ng、0.14ng、0.014ng、0.0014ng、0.00014ng,相當(dāng)于馬肉含量為100%,10%,1%,0.1%,0.01%,0.001%和0.0001%。反應(yīng)擴(kuò)增曲線見圖2。從圖2可見,本方法可檢測(cè)到馬肉最低含量為0.0001%。當(dāng)馬肉含量在100% ~0.001%時(shí),與CP值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(圖3)。y=-3.460lgx+15.18 擴(kuò)增效率E=1.945,R2達(dá)到0.999以上。
圖2 馬肉DNA 10倍系列稀釋的Taqman-LNA熒光PCR擴(kuò)增曲線
圖3 馬肉DNA 10倍系列稀釋的標(biāo)準(zhǔn)曲線
一方面,考慮到摻假的動(dòng)機(jī)在于節(jié)約生產(chǎn)成本,摻假肉類的比例低于1%,則沒有經(jīng)濟(jì)意義;另一方面,考慮到肉制品生產(chǎn)加工,銷售運(yùn)輸過程可能被其他肉類污染,因此,將樣品CP值-純馬肉CP值≤7判定為樣品摻有馬源性成分。
2.3 重復(fù)性
重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果,批內(nèi)和批間CP值的變異系數(shù)分別小于1.5%和2%(表1),表明本法具有良好的可重復(fù)性和再現(xiàn)性。
表1 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
2.4 人為摻假樣品檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)人為摻入馬肉的牛肉丸和羊肉串共20份樣品。結(jié)果與預(yù)期相符,檢測(cè)結(jié)果100%正確(表2)。
2.5 對(duì)市售樣品的檢測(cè)結(jié)果
共檢測(cè)市售樣品牛肉及牛肉丸30份、羊肉和羊肉串10份、火腿腸等肉其他肉制品20份和進(jìn)口牛肉10份,結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)馬源性成分。
我國(guó)尚沒有檢測(cè)馬源性成分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),只有地方標(biāo)準(zhǔn)DB 37/T 1020-2008 肉類制品中雞肉、牛肉、豬肉和馬肉成分PCR快速檢測(cè)方法[14]。該標(biāo)準(zhǔn)采用普通PCR方法,存在費(fèi)時(shí)、易污染、檢測(cè)通量小等缺點(diǎn)。關(guān)于馬源性成分的檢測(cè)鑒定研究報(bào)道不多,李愛民等建立的羧化膠乳凝集抑制試驗(yàn)[15]雖成本低、操作簡(jiǎn)便,但不適合熟制馬肉的檢測(cè)。鄭光明等建立了普通PCR鑒定馬肉的方法[16],該法使熟制馬肉制品的鑒別成為可能,但該法存在普通PCR的缺點(diǎn)。李楠等建立了實(shí)時(shí)熒光PCR方法[17],實(shí)現(xiàn)了肉制品中馬源性成分的快速檢測(cè),但該法還有瑕疵,如與牛源性成分有一定交叉反應(yīng),存在假陽性誤判可能。
表2 人為摻入馬肉的肉制品檢測(cè)結(jié)果
Taqman-LNA熒光探針是在Taqman探針的基礎(chǔ)上,有目的地將探針的一些堿基修飾成LNA堿基,而引入一個(gè)LNA堿基可以將探針的Tm值提高3℃~8℃,可以縮短探針長(zhǎng)度,增加探針的穩(wěn)定性、特異性和設(shè)計(jì)的靈活性,并可使探針信號(hào)增強(qiáng)、信噪比增大,從而顯著減少實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的環(huán)境限制[7]。本研究利用Taqman-LNA熒光探針的上述優(yōu)點(diǎn),首次建立Taqman-LNA熒光PCR方法用于肉制品中的馬源性成分檢測(cè),結(jié)果表明,該方法具有快速、特異、靈敏、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),可在2小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)肉制品中馬源性成分的檢測(cè)。
不同的DNA提取方法,或使用不同的DNA提取試劑盒,DNA提取率和純度存在較大差異[18]。為避免因DNA提取對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響,同時(shí)基于馬肉含量在100% ~0.001%時(shí),其含量與CP值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(100% 馬肉與1%馬肉含量的CP值理論上相差約6.7),并考慮肉制品在生產(chǎn)加工及運(yùn)輸銷售過程可能存在其他肉類污染,而摻假肉類低于1%時(shí)沒有摻假的實(shí)際意義,本方法采用樣品CP值與純馬肉CP值之差小于7作為肉制品摻假判定標(biāo)準(zhǔn)。必須強(qiáng)調(diào)的是,作為判定參照的純馬肉DNA的提取必須與樣品DNA的提取同步進(jìn)行,這樣可避免不同批次的操作誤差,結(jié)果才具有可比性。
本研究對(duì)市售肉制品的抽查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有馬源性成分,這可能與本研究抽查的樣品數(shù)量不足,地域局限有關(guān);也與我國(guó)的飲食習(xí)慣和馬匹飼養(yǎng)情況密切有關(guān)。本次抽查的進(jìn)口牛肉產(chǎn)自澳大利亞,為整塊肉,摻假可能性極小。
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(責(zé)任編輯:胡藕祥)
Development of a Taqman-LNA PCR Assay for Rapid Detection of Horse-Derived Ingredients in Meat Products
Xu Rusu,Zhou Guangbiao,Duan Jianfa,Su Jianhui,Wei Shuan,Chen Guanwu
(Shantou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Shantou,Guangdong 515031)
[Objective] To develop a Taqman-LNA PCR assay for rapid detection of horse-derived ingredients in meat products. [Method] A Taqman-LNA PCR was developed for rapid detection of horse-derived ingredients in meat products,using the horse-specific primers and Taqman-LNA probe designed according to the conservative domain gene sequences of horse,and evaluated for its sensibility,specificity and reproducibility. [Results] The method was sensitive with detecting limit of 1.4pg horse DNA and was specific without cross-reaction with pork,beef,mutton,deer,donkey,rabbit,chicken,duck,goose and shrimp. The repeatability test showed that the coeffi cient of variation of intra-assay and inter-assay was less than 2%. The method was used to detect meat products mixed with horse fl esh,obtaining the expected results. [Conclusion] The established Taqman-LNA PCR possessed high sensibility,good specifi city and excellent reproducibility,and was fi t for rapid detection of horse-derived ingredients in meat products.
horse-derived ingredients;locked nucleic acid probe;real-time fluorescence quantitative PCR;meat product
TS 207.3
A
1005-944X(2015)07-0062-05
廣東檢驗(yàn)檢疫局科研課題(2014GDK24)
周廣彪