畜禽肉和水产品中常见致病菌多重PCR快速检测试剂盒及检测方法
[所属技术领域]
本发明涉及一种快速检测畜禽肉和水产品中常见致病菌的多重PCR快速检测试剂盒和检测方法,属于生物技术领域。
[背景技术]
过去几十年因进食被沙门氏菌、空肠弯曲菌、肠出血性大肠杆菌污染的食品而引起的食源性疾病的发病率居高不下,发达国家每年约有1/3的人患食源性疾病,美国每年约有7600万例食原性疾病患者,引起国际社会对食品安全尤其是食品中含有害微生物问题的关注。食品生产模式及饮食方式的改变、消费者中对食源性病原菌易感人群的增多、发展中国家对畜禽肉和水产品的需求量增加等因素是导致食源性疾病发病率升高的重要原因。因此加大畜禽肉和水产品的检验检疫,保证其食用安全,是预防食源性疾病暴发的重要途径。肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Escherichia coli,EHEC)、单核细胞增生性李斯特氏菌(Listeria monocytogenes,LM)、沙门氏菌(Salmonella.spp)和副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)都是常见的引起畜禽肉和水产品污染的重要致病菌,在我国现行国家卫生标准中,这四种菌都被列为致病菌的常规检验项目。
目前,我国对食源性致病菌的诊断仍主要依靠传统的细菌培养、生化鉴定的方法,其检测周期长,操作复杂,特异性不强,而且环境中还存在一些难以培养和不可培养的微生物,因此这些方法已不能完全适应于食品卫生检测的需要。随着以核酸为基础的微生物分子检测技术的发展,特别是PCR技术的应用,使病原菌诊断发展到一个新的水平。近年来,多种致病菌的单一PCR快速检验方法被建立起来,如沙门氏菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、致泻性大肠杆菌等。然而在食品生产和流通中,企业和政府监管部门均需对大批食品进行致病菌的检测,样本量大、时间急,因此单一致病菌的PCR检测技术和一般方法显然不能满足这些部门不断发展的需要。针对这些情况,在常规单重PCR的基础上发展了多重PCR技术,目前针对一种、两种、三种或更多种致病菌的多重PCR已在很大程度建立起来。2002年香港城市大学的R.Y.C.Kong等通过多重PCR实现了海水中气单胞菌、志贺氏菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、沙门氏菌、霍乱弧菌和副溶血性弧菌等六种病原菌的同时快速检测。多重PCR同时检测多种微生物更节省检测成本和时间,将得到更广泛的研究和应用。
[发明内容]
本发明的目的在于提供能够快速地对畜禽肉和水产品中的多种致病菌进行检测的快速检测试剂盒和检测方法。
本发明在已建立起常见致病菌多重PCR技术的基础上,研制出肠出血性大肠杆菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、沙门氏菌和副溶血性弧菌的快速检测试剂盒,用于畜禽肉和水产品中多种致病菌的快速诊检和监控。
本发明根据肠出血性大肠杆菌溶血素基因hlyAB、副溶血性弧菌属保守序列toxR基因、沙门氏菌侵袭基因invA和单核细胞增生性李斯特氏菌iap基因的特异性设计出4对特异性引物(表1)。在分别进行单重和多重PCR,验证引物和产物正确性后,建立了快速、准确、灵敏的检测方法,可应用于无公害畜禽肉和水产品中致病菌的快速检测。
表1 四对引物及PCR扩增产物大小
本发明的目的可按如下方案来实现:
本发明畜禽肉和水产品中常见致病菌的多重PCR快速检测试剂盒包括如下试剂:10×PCR buffer、MgCl2、dNTP、引物、DNA聚合酶。
(1)沙门氏菌PCR快速检测试剂盒
成分:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L沙门氏菌引物,1.0~3.0uTaq酶。
(2)肠出血性大肠杆菌PCR快速检测试剂盒
成分:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L肠出血性大肠杆菌引物,1.0~3.0UTaq酶。
(3)副溶血性弧菌PCR快速检测试剂盒
成分:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L副溶血性弧菌引物,1.0~3.0UTaq酶。
(4)单核细胞增生性李斯特氏菌PCR快速检测试剂盒
成分:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L单核细胞增生性李斯特氏菌引物,1.0~3.0UTaq酶。
(5)一次性检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌的多重PCR试剂盒
成分:10×PCR buffer,1.0~3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTP each,引物浓度分别为:沙门氏菌引物浓度40nmol/L、EHEC引物浓度80nmol/L,1.0~3.0UTaq酶。
(6)一次性检测副溶血性弧菌、单核细胞增生性李斯特氏菌的多重PCR试剂盒
成分:10×PCR buffer,1.0~3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTP each,引物浓度分别为:LM 200nmo l/L、VP 60nmol/L,1.0~3.0U Taq酶。
(7)一次性检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、副溶血性弧菌、单核细胞增生性李斯特氏菌的多重PCR试剂盒
成分:10×PCR buffer,1.0~3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTP each,引物浓度分别为:LM 200nmol/L、沙门氏菌40nmol/L、VP 60nmol/L、EHEC 80nmol/L,1.0~3.0UTaq酶。
上述常见致病菌多重PCR快速检测试剂盒的使用方法:
(1)样品DNA提取方法:取样品2g于装有10mL CTAB裂解缓冲液的灭菌三角瓶中,65℃震荡培养1h。加入20mg/mL蛋白酶K10μL样品在65℃震荡培养2h,取1mL培养液转移到1.5mL的Eppendorf管中,13,000g离心10min。将800μl上清液转移到新的Eppendorf管中,然后加入600μL氯仿后涡旋样品,13,000g离心10min。吸600μL的水层转移到新的Eppendorf管中,再加入500μL异丙醇,室温静置30min,回收DNA沉淀,并溶于50μL灭菌双蒸水中。
CTAB裂解缓冲液组成:2% CTAB、1.4mol/L Nacl、0.1mol/L Tris-Hcl、20mmol/L EDTA、pH8.0。
(2)PCR扩增:
a.单重PCR反应:
单重PCR扩增反应体系:10×PCRbuffer 2.5μL,2-3mmol/LMgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L引物,1.0~3.0UTaq酶,反应体系25μL。
沙门氏菌扩增反应体系:10×PCR buffer,2mmol/L MgC l2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L沙门氏菌引物,1.0~3.0uTaq酶,反应体系25μL。
肠出血性大肠杆菌扩增反应体系:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L肠出血性大肠杆菌引物,1.0~3.0UTaq酶,反应体系25μL。。
副溶血性弧菌扩增反应体系:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L副溶血性弧菌引物,1.0~3.0u Taq酶,反应体系25μL。。
单核细胞增生性李斯特氏菌扩增反应体系:10×PCR buffer,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,20~100μmol/L单核细胞增生性李斯特氏菌引物,1.0~3.0UTaq酶。10×PCR buffer 2.5μL 4,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,100μmol/L引物,2.5uTaq酶,反应体系25μL。
扩增反应条件:94℃预变性5min;94℃变性1min、58℃退火1min、70℃延伸1min,共进行30个循环;72℃延伸10min;于4℃下保存。
b.多重PCR反应:
1)优化的多重PCR扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTP each,引物浓度分别为:LM 200nmo l/L、沙门氏菌40nmol/L、VP 60nmol/L、EHEC 80nmol/L,1.3UTaq酶,DNA模板2μL,反应体系25μL。
2)扩增反应条件:采用降落PCR ①94℃预变性5min;②94℃变性1min;③退火2min从63℃降到55℃,每降1℃ 2个循环;④70℃延伸2min;⑤最后55℃上循环30个反应;⑥72℃延伸10min;⑦4℃下保存。
(3)扩增产物电泳检测:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UVI凝胶成像系统分析结果(图1)。
本发明有较好的特异性,可在8~9h内可以完成对肠出血性大肠杆菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、沙门氏菌和副溶血性弧菌的检测,比常规的细菌学诊断快速简便经济,为食物样品中致病菌的诊检提供有力的技术手段。
[附图说明]
图1为PCR扩增结果。M:100bp DNA Ladder;1:多重PCR扩增结果;2:LM扩增产物660bp;3:沙门氏菌扩增产物495bp;4:VP扩增产物368bp;5:EHEC扩增产物335bp。
[具体实施方式]
实施例一:沙门氏菌的PCR检测
1.样品DNA提取采用CTAB法。取样品2g于装有10mL CTAB裂解缓冲液的灭菌三角瓶中,65℃震荡培养1h。加入20mg/mL蛋白酶K 10μL样品在65℃震荡培养2h,取1mL培养液转移到1.5mL的Eppendorf管中,13,000g离心10min。将800μl上清液转移到新的Eppendorf管中,然后加入600μL氯仿后涡旋样品,13,000g离心10min。吸600μL的水层转移到新的Eppendorf管中,再加入500μL异丙醇,室温静置30min,回收DNA沉淀,并溶于50μL灭菌双蒸水中。CTAB裂解缓冲液组成:2% CTAB、1.4mol/L Nacl、0.1mol/L Tris-Hcl、20mmol/L EDTA、pH8.0。
2.引物:
上游:5’-ATC GGC GTT ATC CCT TTC TCT GGT G-3’
下游:5’-ATG TTG TCC TGC CCC TGG TAA GAG A-3’
3.扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,100μmol/L引物,2.5UTaq酶,样品DNA 2μL,反应体系25μL。
4.扩增反应条件:94℃预变性5min;94℃变性1min、58℃退火1min、70℃延伸1min,共进行30个循环;72℃延伸10min;于4℃下保存。
5.扩增反应结果:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UV I凝胶成像系统分析结果,在495bp处有一条带。
实施例二:肠出血性大肠杆菌的PCR检测
1.样品DNA提取采用实施例(一)所述CTAB法.
2.引物:
上游:5’-CAC ACG GAG CTT ATA ATA TTC TGT-3’
下游:5’-GAC ATC ATT TGA CTC ATT AAA-3’
3.扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,2mmol/L MgCl2,200μmol/L dNTP,100μmol/L引物,2.5uTaq酶,样品DNA 2μL,反应体系25μL。
4.扩增反应条件:94℃预变性5min;94℃变性1min、58℃退火1min、70℃延伸1min,共进行30个循环;72℃延伸10min;于4℃下保存。
5.扩增反应结果:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UV I凝胶成像系统分析结果,在335bp处有一条带。
实施例三:两重PCR同时检测沙门氏菌和肠出血性大肠杆菌
1.样品DNA提取采用实施例(一)所述CTAB法。
2.沙门氏菌引物:上游:5’-ATC GGC GTT ATC CCT TTC TCT GGT G-3’
下游:5’-ATG TTG TCC TGC CCC TGG TAA GAG A-3’;肠出血性大肠杆菌引物:上游:5’-CAC ACG GAG CTT ATA ATA TTC TGT-3’
下游:5’-GAC ATC ATT TGA CTC ATT AAA-3’,同时加入上述两对引物于同一PCR管中。
3.扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTPeach,引物浓度分别为:沙门氏菌40nmol/L、EHEC 80nmo l/L,1.3U Taq酶,样品DNA 2μL,反应体系25μL。
4.扩增反应条件:采用降落PCR法。①94℃预变性5min;②94℃变性1min;③退火2min,从63℃降到55℃,每降1℃ 2个循环;④70℃延伸2min;⑤最后55℃上循环30个反应;⑥72℃延伸10min;⑦4℃下保存。
5.扩增反应结果:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UV I凝胶成像系统分析结果,分别在495bp和335bp处有一条带。
实施例四:两重PCR同时检测单核细胞增生性李斯特氏菌和副溶血性弧菌1.样品DNA提取采用实施例(一)所述CTAB法。
2.单核细胞增生性李斯特氏菌引物:上游:5’-CAA ACT GCT AAC ACA GCTACT-3’;下游:5’-TTA TAC GCG ACC GAA GCC AAC-3’;副溶血性弧菌引物:上游:5’-GTC TTC TGA CGC AAT CGT TG-3’,下游:5’-ATA CGA GTG GTT GCTGTC ATG-3’,同时加入上述两对引物于同一PCR管中.
3.扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTPeach,引物浓度分别为:LM 200nmol/L、VP 60nmol/L,1.3U Taq酶,DNA模板2μL,反应体系25μL.
4.扩增反应条件:采用降落PCR ①94℃预变性5min;②94℃变性1min;③退火2min从63℃降到55℃,每降1℃ 2个循环;④70℃延伸2min;⑤最后55℃上循环30个反应;⑥72℃延伸10min;⑦4℃下保存。
5.扩增反应结果:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UVI凝胶成像系统分析结果,在660bp和368bp处有一条带。
实施例五:多重PCR同时检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、单核细胞增生性李斯特氏菌和副溶血性弧菌
1.样品DNA提取采用实施例(一)所述CTAB法。
2.引物
(1)沙门氏菌引物:上游:5’-ATC GGC GTT ATC CCT TTC TCT GGT G-3’,
下游:5’-ATG TTG TCC TGC CCC TGG TAA GAG A-3’;
(2)肠出血性大肠杆菌引物:上游:5’-CAC ACG GAG CTT ATA ATA TTC TGT-3’,
下游:5’-GAC ATC ATT TGA CTC ATT AAA-3’;
(3)单核细胞增生性李斯特氏菌引物:上游:5’-CAA ACT GCT AAC ACA GCT ACT-3’
下游:5’-TTA TAC GCG ACC GAA GCC AAC-3’;
(4)副溶血性弧菌引物:上游:5’-GTC TTC TGA CGC AAT CGT TG-3’,
下游:5’-ATA CGA GTG GTT GCT GTC ATG-3’
同时加入上述四对引物于同一PCR管中。
3.扩增反应体系:10×PCR buffer 2.5μL,3.0mmol/L MgCl2,250μmol/L dNTPeach,引物浓度分别为:LM200nmol/L、沙门氏菌40nmol/L、VP60nmol/L、EHEC80nmol/L,1.3UTaq酶,样品DNA 2μL,反应体系25μL。
4.扩增反应条件:采用降落PCR ①94℃预变性5min;②94℃变性1min;③退火2min从63℃降到55℃,每降1℃ 2个循环;④70℃延伸2min;⑤最后55℃上循环30个反应;⑥72℃延伸10min;⑦4℃下保存。
5.扩增反应结果:扩增产物于12g/L琼脂糖凝胶电泳检测及UVI凝胶成像系统分析结果,分别在495bp、335bp、660bp和368bp处有一条带。