DNA条形码技术在肉及其制品中的应用

DNA条形码技术作为一种新的分子生物学检测技术在鉴定和区分各物种和物种间亲缘关系方面得到了广泛应用,该技术能实现对肉的快速、准确检测。DNA条形码已成为生物学领域发展最迅速的一种技术,该技术基于广泛的物种基因数据库信息,在肉品研究中具有良好的应用前景。本文简述DNA条形码技术的基本原理,并基于DNA水平上与其他相关技术进行比较,综述其在物种鉴定、肉品质量安全、商业欺诈等方面的应用,并对该技术在今后肉品科学研究中的应用进行展望。     

基于DNA条形码技术的海参物种鉴定

DNA条形码技术(DNA barcoding)是一种新型高效的物种鉴别方法。本研究基于DNA条形码技术,以线粒体细胞色素氧化酶I基因(COI)和16S核糖体RNA(16S rRNA)基因作为靶基因对海参物种进行鉴别,结果表明COI基因或16S rRNA基因均能实现大部分海参的物种鉴定,部分样品需结合两个靶基因鉴定出来。将所建立的DNA条形码方法用于市售海参样品的物种鉴定,24份市售海参样品中10份市售海参样品的物种鉴定结果与标签名称相符,6份样品与标签名称不符,存在将低价海参品种标为高价海参的现象;其余8份样品的标签只有商品名但没有明确的物种信息,利用DNA条形码技术对其鉴定可得到明确的海参种名。本研究结果证实DNA条形码技术可应用于市售海参的物种鉴定,为海参的监管提供技术支撑。     

不同植物DNA条形码对铁皮石斛鉴定能力的评价

为选择适合准确鉴定铁皮石斛的DNA条形码，以25 份铁皮石斛样品和10 份其他不同种类石斛为实验材料，利用目前常用的9 条植物DNA条形码（ITS2、nad1、matK、ycbL、psbK-psbI、trnL-trnF、trnG-trnS、rbcL和trnH-psbA）对这些石斛材料进行分子鉴定。结果显示，9 条DNA条形码的扩增率和测序成功率均很高，通用性很强。其中，rbcL与trnH-psbA的种内最大遗传距离大于种间最小遗传距离，不符合条形码的基本要求，其余条形码遗传距离均符合种内最大遗传距离小于种间最小遗传距离的要求。种间变异顺序为ITS2＞trnL-trnF＞trnG-trnS＞psbK-psbI＞ycf1b＞matK＞nad1，其中ITS2的进化速率最快，变异率最高（25.1%）。ITS2和trnL-trnF对本实验中石斛材料的分辨率达到90.1%，建议ITS2＋trnL-trnF作为铁皮石斛种质资源鉴定的DNA条形码。本研究为利用DNA条形码技术鉴别铁皮石斛及其近源种石斛提供了参考和分子依据。     

基于16SrRNA基因DNA条形码鉴定美洲鳗、欧洲鳗、日本鳗

为满足鳗鱼养殖、加工、贸易企业及执法部门的需求,建立我国主要养殖鳗鱼美洲鳗(Anguilla rostrata)、欧洲鳗(Anguilla anguilla)、日本鳗(Anguilla japonica)的物种DNA条形码鉴定方法。以扩增16S rRNA基因的通用引物扩增美洲鳗、欧洲鳗、日本鳗的16S rRNA基因片段,各获得1条16S rDNA片段,测序结果表明,前二者的长度均为638 bp、日本鳗的长度为640 bp,为了使物种鉴定方法更简便,结果更准确,从各自片段中截取具有物种特异序列的片段(243 bp),作为3种鳗鱼的标准DNA条形码,设计两端碱基数分别为22 bp与23 bp的正向与反向引物,建立聚合酶链式反应-DNA条形码检测方法。3年来的应用结果表明:建立的美洲鳗、欧洲鳗、日本鳗3种鳗鱼的DNA条形码鉴定方法,操作简便、准确、稳定,可应用于3种鳗鱼的物种鉴定。     

基于ITS2序列鉴定荠菜及其混伪品

目的选用ITS2序列对湖南苗药荠菜及其混伪品进行分子鉴定,为其用药安全、有效提供保障。方法采用DNA条形码技术,对荠菜的ITS2核基因片段进行扩增并双向测序,经Codon Code Aligner拼接后,用MEGA软件分析相关数据,构建邻接(NJ)系统聚类树进行鉴定分析,并用Koetschan等建立的ITS2数据库及其网站预测ITS2二级结构。结果荠菜ITS2序列长度为194 bp,其种内平均K2P遗传距离远远小于其与混淆品的种间K2P遗传距离;由所构建的系统聚类树图可以看出,各物种均表现出了单系性,而同时又与其他物种明显区分开;比较ITS2二级结构发现,各物种在4个螺旋区的茎环数目、大小、位置以及螺旋发出时的角度均有明显差异。结论 ITS2作为条形码可以方便快捷地鉴别荠菜及其混淆品,进一步验证了DNA条形码技术鉴定中药材的有效性。     

苗药一枝黄花及其混伪品的DNA条形码鉴别

目的选用DNA条形码对湖南苗药一枝黄花及其混伪品进行分子鉴定,为其药材鉴别与安全提供技术支撑。方法利用DNA条形码方法,分别对一枝黄花及其混伪品的ITS2核基因片段和psb A-trn H叶绿体基因片段进行扩增并双向测序,使用Codon Code Aligner软件对其序列进行拼接,用MEGA软件对数据比对分析,构建邻接(NJ)系统聚类树鉴定分析,并用Koetschan等分析预测ITS2二级结构。结果一枝黄花的ITS2序列长度为223 bp,其种内平均K2P遗传距离小于混淆品的种间K2P遗传距离;由所构建的系统NJ聚类树图表明,各物种呈现一定的区域性,又可与其它物种明显区分,而基于psb A-trn H序列构建的统聚类树图不能将一枝黄花区分;通过ITS2二级结构比对分析,一枝黄花和其混伪品的4个螺旋发出时的角度及螺旋区的茎环位置、大小、数目均有明显区别。结论 ITS2作为条形码可方便快捷地鉴别一枝黄花及其混淆品,进一步验证了DNA条形码技术鉴定中药材的有效性。     

DNA条形码技术在中药质量评价中的研究进展

DNA条形码技术指利用一段或几段标准DNA序列实现动物、植物和真菌等物种的快速鉴定,是基于分子生物学进行物种分类研究的重要工具。近年,DNA条形码技术在中药鉴定中的应用日益增多,使中药质量评价研究进入一个崭新的时代。本文结合国内外文献,综述了DNA条形码技术在中药材鉴定、中药饮片和中成药质量评价方面的应用,以及DNA条形码技术鉴定物种流程。利用DNA条形码技术进行中药质量评价不受物种形态特征和发育时期的影响,且快速、准确,然而此技术不能从化学成分层面评价中药。将传统评价方法和DNA条形码技术相结合对中药进行全面质量评价,对推进我国中医药现代化的发展具有深远的意义。     

石斛属植物DNA条形码鉴定及铁皮石斛产地分析

为建立石斛属植物适合的DNA条形码以及利用条形码鉴定铁皮石斛产地，对鼓槌石斛、报春石斛、金钗石斛、铁皮石斛4种石斛以及杭州、霍山、云南和温州4个产地的铁皮石斛的66份样品的ITS2和psbA-trnH序列进行扩增、测序及序列分析。比较石斛属植物种内、种间的变异，基于K2P距离分析Barcoding Gap，构建NJ系统发育树。结果表明，ITS2序列种内遗传变异(0～0.005)小于种间遗传变异(0.070～0.228)，NJ进化树也能准确区分4种石斛；而psbA-trnH序列未形成Barcoding Gap，NJ进化树未能区分报春石斛和金钗石斛，psbA-trnH序列在鉴定石斛属植物时可作为补充序列。ITS2序列和psbA-trnH序列在4种产地铁皮石斛中存在多个变异位点，可鉴别铁皮石斛产地。     

基于DNA条形码的食用菌与其易混有毒真菌的鉴定

目的 利用DNA条形码技术对常见可食用真菌与其易混的野生有毒真菌进行分子鉴定。方法 使用MEGA7.0软件对GenBank中获得菌类的ITS2、nrLSU及EF1-α基因序列进行分析和序列比对,计算各分类群种内与种间的kimura 2-parameter (K2P)遗传距离、构建相邻结合法(neighbor joining, NJ)系统聚类树,利用ITS2数据库预测各物种的ITS2二级结构。利用4Sale软件进行ITS2二级结构比对,运用ProfDistS软件构建剖面邻接(profile neighbor joining,PNJ)进化树。结果 遗传距离结果表明各分类群存在明显的条形码间隔(barcoding gap);NJ树结果显示各物种均可独立分支,具有良好的单系性;PNJ树同样可以区分食用菌与易混有毒真菌;各物种的ITS2二级结构均存在明显差异。结论 ITS2、nrLSU和EF1-α可作为DNA条形码用于可食用真菌与其易混的野生有毒真菌的鉴定,为推动真菌的分子鉴别在食品安全管理中广泛应用,保障食品安全与公众健康提供了新的技术手段。     

DNA条形码基因ITS和LSU在红曲菌分类鉴定中的比较分析

为评估DNA条形码基因核糖体内转录间隔区（ITS）和核糖体大亚基（LSU）在红曲菌分类鉴定中的有效性,从NCBI的GenBank数据库中下载现阶段红曲菌属所有物种的ITS和LSU基因序列,采用系统发育和遗传距离的方法对其进行分析,并用该研究所保存的部分红曲菌株的DNA序列进行验证。结果表明,同种红曲菌的不同菌株在基于ITS序列的邻接树中分别聚为单系;紫色红曲菌（Monascus purpureus）、佛罗里达红曲菌（Monascus floridanus）和蜂蜜红曲菌（Monascus mellicola）的同种不同菌株在基于LSU序列的邻接树中分别聚为单系。新月红曲菌（Monascus lunisporas）的ITS和LSU序列以及红色红曲菌（Monascus ruber）和累西腓红曲菌（Monascus recifensis）的LSU序列的条形码间隙不明显,其他红曲菌的ITS和LSU序列条形码间隙明显。同种红曲菌ITS序列的最小及最大种间遗传距离均高于LSU序列。研究表明ITS基因在红曲菌的分类鉴定中具有高效性,LSU基因在红曲菌分类鉴定中的分辨力有限。     

宏条形码技术在食品物种鉴定中的应用及展望

食品物种鉴定是食品真伪鉴别中的重要研究内容之一。聚合酶链式反应、基因芯片等方法均被应用于食品 物种鉴定。近几年,基于高通量测序的宏条形码技术发展迅速,与基于传统测序方法的条形码技术相比,该技术具 有成本低、通量高、速度快等优点,且可以实现同时检测复杂样品中多个物种的目的,因而在食品物种鉴定方面显 现出很大的优势。本文介绍了宏条形码的含义和研究方法,综述了近年来宏条形码技术在食品物种鉴定领域的应 用,总结和讨论了宏条形码技术应用于食品物种鉴定领域面临的挑战,并对该技术的发展方向进行了展望。     

ITS序列在酵母批量分子鉴定中的适用性

内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列是目前最常用的酵母分子鉴定标识之一。该文利用ITS序列同源性分析法对保藏于中国高校工业微生物资源与信息中心的623株酵母分离物进行了鉴定。实验结果显示:581株酵母分离物(93.3%)可通过ITS序列直接鉴定到种一级,40株分离物(6.4%)可鉴定至属一级,仅有2株酵母分离物无法通过ITS序列获得有效鉴定。上述结果表明,ITS序列在大多数酵母种属鉴定中具有很高的敏感性和特异性,可以作为第一分子标识用于大批量酵母分离物的分子鉴定。     

基于DNA条形码技术的储粮害虫碎片鉴定研究

储粮害虫(螨)个体微小,种类繁多,与人类生活紧密相关,具有重要经济意义,储粮害虫快速鉴定是进行储粮害虫综合防治的前提和基础。传统的形态鉴定技术难以实现粮食及食品中害虫的非成虫态和碎片的准确鉴定,DNA条形码是近年来出现的物种分子鉴定技术,能够实现对昆虫非成熟虫态及碎片的快速鉴定。本研究利用DNA条形码技术和联合开发的中国储粮害虫DNA条形码鉴定系统(GPDBIS),针对某食品有限公司送检的储粮害虫碎片样品进行了序列测定、比对和分析,最终实现碎片的快速准确鉴定。结果显示,在所检测的7个害虫碎片样品中,有4头为锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus Stephens,3头为赤拟谷盗Tribolium castaneum Herbst,DNA条形码技术是储粮害虫快速准确鉴定的有效手段。     

线粒体细胞色素b基因在鱼唇制品物种鉴定中适用性的研究

目的 探讨线粒体细胞色素b基因(cytochrome b, Cyt b)作为DNA条形码在鱼唇制品物种鉴定中的适用性。方法 对全国31个城市购买的252份鱼唇样品进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)测序,同源基因比较分析,构建系统发育树,鉴定制作鱼唇产品的鱼种,并对其进行濒危评价分析。结果 成功鉴定250个样品,一致性物种基因序列相似性在99%以上,涉及8个鲨鱼物种,最多样品为大青鲨(Prionace glauca),占样品65.5%,其余还有镰形真鲨(Carcharhinus falciformis)、路氏双髻鲨(Sphyrna lewini)、锤头双髻鲨(Sphyrna zygaena)等7类鲨鱼物种。结论 Cyt b可以作为对鲨鱼物种进行鉴定的一种DNA条形码,在对鲨鱼种鉴定时可以使用Cyt b基因及细胞色素氧化酶亚基I基因联合鉴定条形码,为深加工海产品物种鉴定提供更多的技术支撑。     

DNA条形码技术在肉品防欺诈鉴别中的应用

以DNA条形码技术鉴别进出口监督抽检的鱼肉等水产制品的种类来源,用以判别其与申报或产品标签是否相符.分别提取鱼肉等样品的基因组DNA,以目前国际上比较公认的动物线粒体细胞色素氧化酶COⅠ基因通用引物进行PCR扩增.PCR产物经测序分析后,将得到的扩增片段序列与Genbank数据库进行序列比对,同时提交Barcoding Life DNA条形码数据库(BOLD)进行鉴定分析.本批次监督抽检的16份鱼肉、鱼丸等水产制品中除1份样品未能成功获得鱼肉COⅠPCR扩增外,其余15份样品均顺利得到种类来源鉴定,鉴定结果约有31.25％的样品与产品标签标示不符.作为一种简单、快速、有效的分子鉴定技术,DNA条形码可以直接应用于鱼肉等动物源性食品的种类鉴定.     

DNA条形码技术在淀粉掺假鉴别中的应用

基于植物DNA条形码技术建立淀粉及其加工制品成分鉴别检测方法。通过提取淀粉5大物种苜蓿、马铃薯、木薯、番薯和玉米的基因组DNA为模板,分别以ITS2、matK、rbcL和trnH-psbA基因通用引物进行聚合酶链式反应扩增,并将测序结果提交GenBank数据库BLAST比对,评价不同植物DNA条形码序列对其鉴别能力。筛选出ITS2＋trnH-psbA为较适组合序列,并对自行采购的5 个淀粉样品和4 个粉条样品进行检测。     

应用DNA条形码技术对深圳市售花胶鱼种鉴定与分析

目的 采用基于DNA条形码技术对深圳市售花胶鱼种进行鉴定与分析。方法 以细胞色素C氧化酶Ⅰ(cytochrome c oxidase, COⅠ)基因为目标基因,应用DNA条形码技术鉴别深圳各药房和超市零售花胶的种类来源。结果 94份花胶样品均扩增出特异性条带。根据BOLD系统鉴定结果统计,深圳地区市售花胶94份样品中,按来源鱼种区分,基原鱼种(鉴定到属)为尼罗尖吻鲈和尖吻鲈属占比29.79%,其次为苏里南犬牙石首鱼占比15.96%,以及双棘原黄姑鱼/褐毛鲿占比8.5%。按来源鱼种所属的科区分,石首鱼科共计41个,占比43.62%;尖吻鲈科共计28个,占比29.79%;鳕科共计7个,占比7.45%。结论 目前我国花胶基原鱼种以石首鱼科为主,外来基原鱼种增多。深圳市售花胶存在真伪混淆现象,DNA条形码技术可用于花胶的来源物种鉴定。     

乌贼DNA条形码的筛选与验证

目的筛选适于鉴定乌贼的DNA条形码,建立鉴定舟山常见乌贼种类的DNA条形码技术体系。方法用聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)对现有5组DNA条形码引物组合进行了筛选,设计一对新的DNA条形码引物以供筛选备用。结果现有引物与部分乌贼的DNA模板存在错配而缺乏通用性,在部分乌贼DNA的扩增受阻。本实验设计的12S rRNA基因引物可以特异性扩增乌贼的DNA,提高了乌贼鉴定的准确度。结论本研究设计的12S rRNA基因引物可以作为现有乌贼DNA条形码鉴定的补充。