傅婧 佘娟 董睿
目的:建立口含煙中腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的雙重熒光PCR檢測法。方法:在NCBI中檢索腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的毒素基因序列,設(shè)計引物和探針;對收集到的腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌各10株菌株進行實驗檢測,檢查方法特異性;制作陽性質(zhì)粒稀釋梯度,探索方法檢出限;調(diào)取30批次實際樣品,驗證方法實用性。結(jié)果:建立的雙重熒光PCR法可準確檢測腸道沙門氏菌sseL基因、金黃色葡萄球菌Coa基因,檢出限低至10 copies/μL;在實際樣品的方法比對中與標準培養(yǎng)法結(jié)果相同。結(jié)論:雙重熒光PCR法可有效縮短口含煙中腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的檢測時間并減少實驗操作,具有一定實用價值。
口用型無煙氣煙草制品通俗稱為口含煙,主要分類有膠基煙、袋裝口含煙、含化煙等,在歐美國家占有一定市場份額,近年來在我國的市場占有率也快速增長。在產(chǎn)品分類上,口含煙屬于食品,安全指標包括感官、物理、化學、微生物等多項檢測。其中,微生物指標包括菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌、致病菌檢測。
Sa. enterica、St. aureus的基因檢測研究較為深入,通常選擇16S rRNA序列或毒素基因作為靶標。16S rRNA是目前最常用的細菌系統(tǒng)分類分子鐘,但一些報道稱在致病菌檢測上存在一定誤檢率;另一方面,隨著對致病菌毒性機理的深入研究,已有若干毒素基因可供篩選檢測,特異性更強。本研究設(shè)計了毒素基因的引物和探針,在收集到的Sa. enterica、St. aureus菌株上進行驗證,從而建立口含煙中Sa. enterica、St. aureus雙重實時熒光PCR檢測法。
1 材料
1.1 菌種來源:從ATCC、CMCC、CTCC等菌種庫購買,從本地醫(yī)院、疾控中心、質(zhì)檢院等單位獲贈各10株腸道沙門氏菌、金黃色葡萄球菌。
1.2 標靶基因:檢索NCBI的Genbank后獲得腸道沙門氏菌sseL(Salmonella secreted factor L)基因和金黃色葡萄球菌Coa(Staphylocoagulase)基因序列50條以上,首先用Lasergene v11.2.1中的MegAlign軟件比對出保守序列,使用Oligo v7.60設(shè)計引物和探針,再用NCBI的Primer-Blast驗算篩選,最后進行實踐驗證。
2方法
2.1 DNA提?。核蠸a. enterica菌株用BPW培養(yǎng)基、St. aureus菌株用7.5%NaCl肉湯培養(yǎng)基在36 °C增菌18 h,取100 μL用QIAamp DNA Mini Kit提取DNA作為驗證材料。
2.2 定量標準曲線:特選Sa. enterica菌株CMCC(B)50071、St. aureus菌株ATCC6538的DNA提取液,用表1所述引物擴增目的基因,切膠回收后接入pMV-20T載體,轉(zhuǎn)化至感受態(tài)E. coli細胞JM109,提取質(zhì)粒并稀釋至106 copies/μL,最后再將2種質(zhì)粒稀釋混制成105 copies/μL的陽性質(zhì)粒標液,再用超純水按10倍逐級稀釋,形成105、104、103、102、10 copies/μL濃度的標準曲線。
2.3 陰性及空白對照組:陰性對照組包括志賀氏菌(CICC21535)、溶血性鏈球菌(CICC10373)、副溶血性弧菌(CICC21617)、單核細胞增生李斯特氏菌(CICC21633)、大腸桿菌O157
3 結(jié)果
3.1 驗證結(jié)果
陰性對照組(NC)和空白對照(BC)無FAM、VIC熒光對數(shù)增長,Ct值 ≥ 40.0。用于驗證的10株Sa. enterica菌株在FAM/sseL、10株St. aureus菌株在VIC/Coa熒光信號上均有對數(shù)增長,且15.0 ≤ Ct值 ≤ 35.0。此外,所用的St. aureus基因組與Sa. enterica基因組也互為陰性對照,分別在FAM、VIC信號上無熒光對數(shù)增長,Ct值 ≥ 40.0。
S. e.:10株Sa. enterica菌株熒光曲線,S. a.:10株St. aureus菌株熒光曲線,NC:5株陰性對照株曲線,BC:空白對照超純水曲線。
3.2 定量檢測
FAM/sseL、VIC/Coa標準梯度的熒光信號均有對數(shù)增長,F(xiàn)AM/sseL標曲Slope -3.46、R2> 0.99,VIC/Coa標曲Slope -3.57、R2> 0.99。30批次實際樣品中,1批次含化煙檢出Sa. enterica、1批次口含煙檢出St. aureus。用設(shè)備自有的熒光PCR儀軟件計算出樣品中sseL和Coa拷貝數(shù)分別為27.46copies/μL、3.24×102 copies/μL。上述30批次樣品使用GB 4789.4-2016、GB 4789.10-2016進行對照實驗,同批次檢出Sa. enterica陽性、St. aureus陽性,其余為陰性,與定量檢測的定性結(jié)果一致。
4 討論
經(jīng)上述驗證,本文設(shè)計的引物和探針組對本研究收集的小樣本菌株以及實際樣品的Sa. enterica、St. aureus能夠有效檢出,檢出限≥10 copies/μL,與文獻報道的處于同一量級[]。相比傳統(tǒng)方法的反復增菌篩選過程,PCR技術(shù)具有快速簡便的優(yōu)勢,實時熒光PCR技術(shù)更具有原位定量的特性,能夠還原解析樣品自身狀態(tài)。
在定量限方面,可見標準質(zhì)粒10 copies/μL濃度的Ct值已接近35,較為合適。原因為在實際檢測中,為兼顧準確與效率,一般將反應循環(huán)數(shù)設(shè)為40;因此,若陽性結(jié)果Ct值太接近循環(huán)數(shù),不便于確定檢測結(jié)果。
在致病菌檢測領(lǐng)域,分子生物學方法較為適合。致病菌rRNA檢測方向上一般以16S rRNA為對象,但隨著基因測序的快速積累,23S、ITS也在分型鑒定中啟到重要作用。毒素基因方向上,常見致病菌如Sa. enterica、St. aureus及各血清型的毒性機理研究已頗為深入,多種相關(guān)基因已用于PCR類檢測,前景較好。
口含煙作為即食食品,除了致病菌檢測,常規(guī)微生物檢測是更重要的安全指標。但由于分子生物學檢測的指向性較強,對于菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌等廣譜檢驗反而較難適用。例如對于菌落總數(shù)、霉菌、酵母等指標,rRNA類操縱子在不同菌種間數(shù)量差異較大,難于定量;對于大腸菌群、耐熱大腸菌群等指標,衛(wèi)生學范圍與遺傳學范圍無法完全重合。
參考文獻
[1] 陳超英. 變革與挑戰(zhàn):新型煙草制品發(fā)展展望[J]. 中國煙草學報, 2017, (3): 14-18.
[2] 食品安全抽檢監(jiān)測司. 國家食品安全監(jiān)督抽檢實施細則(2021年版)[M]. 北京: 國家市場監(jiān)督管理總局, 2021.
作者簡介:傅婧,1988年5月,女,漢,籍貫:貴州省貴陽市,學歷:碩士研究生,職稱:助理工程師(初級),研究方向:煙草行業(yè)信息化建設(shè)
基金項目:貴州省科學技術(shù)基金(編號:黔科合字[2013]2059號);貴州省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科研項目(編號:2017kj004號)。