CN108330168A - 一种同步检测肉或肉制品中14种动物源性成分的引物组合及其应用 - Google Patents
一种同步检测肉或肉制品中14种动物源性成分的引物组合及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及食品检测技术领域,公开了一种同步检测肉或肉制品中14种动物源性成分的引物组合、方法和试剂盒。本发明采用10对特异性引物,基于2次5重PCR反应和微芯片电泳技术鉴别肉或肉制品中是否含有猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马14种动物源性成分,所述10对特异性引物的序列如SEQ ID NO.1‑20所示。本发明方法具有检测准确,灵敏度高、特异性强,简便快速高效的优点,能满足大批量、快速鉴别肉或肉制品中是否含有猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马源性成分要求,可有效抵御肉制品掺假,切实保护消费者的利益,具有良好的社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及食品检测技术领域,具体地说涉及鉴别肉或肉制品中14种动物源性成分的引物组合、检测方法和试剂盒。
背景技术
肉类掺假一直是食品加工、流通和餐饮领域中存在的质量问题,由于价格差异带来的利益诱惑,驱使一些不法商贩、企业在牛、羊、鹿等高价肉制品中掺杂猪、鸭、鸡等低价肉原料。2013年欧洲“马肉风波”的爆发更是将人们对肉类掺假的关注推向了高潮。这不仅严重侵害了消费者利益,对整个肉类产业也会造成巨大伤害,更严重的是造成恶劣的社会影响。
动物源性成分检测技术通常建立在蛋白质、DNA等分子结构、序列或组成特异性分析的基础上。与蛋白质分子相比,DNA分子除了具有种内保守性高、种间特异性强的优点外还具有较高的热稳定性,对于热加工食品也能很好的进行动物源性成分鉴定。利用DNA序列特异性和聚合酶链式反应(PCR),从核酸分子水平上对动物进行物种鉴定已成为该领域的主流技术。单重PCR检测物种少、检测效率低、检测成本高,因此多重PCR技术逐渐成为研究焦点。当前,基于多重PCR技术主要依靠琼脂糖凝胶电泳分辨出不同长度的PCR扩增产物来实现,此方法存在流程复杂、污染环境等缺点和局限性。而二代测序技术虽然逐渐应用于动物源性成分检测中,但由于其仪器、试剂成本较高,限制了其推广应用。
本方法采用2次5重PCR-微芯片电泳技术同步检测动物源性成分,简化了检测流程、提高了检测效率和通量、降低了检测成本。同时,微芯片电泳仪采用全密闭检测,避免了琼脂糖凝胶电泳对实验室环境的污染和实验室人员的伤害。因此,建立一种便捷、准确、高通量的动物源性成分同步检测技术,对于提高工作效率和技术水平、提升肉类食品安全监管能力具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于2次5重PCR-微芯片电泳的鉴别肉或肉制品中动物源性成分的引物组合和检测方法,特别是一种用于快速鉴别肉或肉制品中猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马14种源性成分的多重PCR-微芯片电泳方法。该引物探针组合物特异性好,灵敏度高,可以实现肉或肉制品中多种动物源性的快速定性鉴别。
为了实现上述目的,本发明首先提供一种鉴别肉或肉制品中动物源性成分的特异性引物组合,所述引物足额含有10对特异性引物对,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1-20所示。
本发明进一步提供含有所述特异性引物组合的检测试剂或试剂盒。
以及,所述检测试剂或试剂盒在鉴别肉或肉制品中动物源性成分中的应用。
本发明可检测的动物源为猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马。
本发明以猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马线粒体DNA为靶序列分别设计10对特异性引物:猪F/猪R、牛F/牛R、羊F/羊R、禽类F/禽类R、犬科F/犬科R,猫F/猫R、鼠F/鼠R、驴F/驴R、鹿F/鹿R和马F/马R,其中,羊F/羊R可同时扩增绵羊和山羊源性成分;禽类F/禽类R可同时扩增鸡源性和鸭源性成分;犬科F/犬科R可同时扩增狗源性、狐源性和貉源性成分。
本发明将14个物种分在2个反应孔,分别进行5重PCR反应:牛、驴、犬科(狗、狐、貉)、鹿和马为A反应孔组分,猫、猪、鼠、羊(绵羊、山羊)、禽类(鸡、鸭)为B反应孔组分。A或B反应孔中各特异性引物扩增产物片段长度具有显著性差异,可通过微芯片电泳进行鉴别。
A反应孔各特异性引物序列如下:
对牛源性成分扩增时所需的特异性引物为:
牛F:5'-GTTCTTCACGACACATACTACGTT-3'(SEQ ID NO.1)
牛R:5'-GCAAATACAGCTCCTATTGATAAA-3'(SEQ ID NO.2)
对驴源性成分扩增时所需的特异性引物为:
驴F:5'-ATTCTCCCCACCCTAATGGCT-3'(SEQ ID NO.3)
驴R:5'-ACTAACCTATTCCACCTCCCTAACT-3'(SEQ ID NO.4)
对犬科(狗、狐和貉)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
犬科F:5'-AAGGGAATGATGAAAGACAT-3'(SEQ ID NO.5)
犬科R:5'-GAGTTGATCCTTTTAGATTGTT-3'(SEQ ID NO.6)。
对鹿源性成分扩增时所需的特异性引物为:
鹿F:5'-GCTCACGACACCTTGCACAG-3'(SEQ ID NO.7)
鹿R:5'-GCTTTAACACACTTTACGCCGTATG-3'(SEQ ID NO.8)
对马源性成分扩增时所需的特异性引物为:
马F:5'-CAACCCAAACTAACTCCT-3'(SEQ ID NO.9)
马R:5'-ATAGATGCATGCCTGTGTT-3'(SEQ ID NO.10)
B反应孔各特异性引物序列如下:
对猫源性成分扩增时所需的特异性引物为:
猫F:5'-TCATGTTAATAGTTTTCATAGTG-3'(SEQ ID NO.11)
猫R:5'-TGTGGTTAGTTCTACTATGGC-3'(SEQ ID NO.12)
对猪源性成分扩增时所需的特异性引物为:
猪F:5'-TACTTCTACTATCCCTGCCAGTTC-3'(SEQ ID NO.13)
猪R:5'-TGATAAAGGATAGGGTCTCCACCA-3'(SEQ ID NO.14)
对鼠源性成分扩增时所需的特异性引物为:
鼠F:5'-GACATCCCAATGGTGTAGAAGCTATT-3'(SEQ ID NO.15)
鼠R:5'-GTCCTTTCGTACTGGGAGAAATCGTA-3'(SEQ ID NO.16)
对羊(绵羊和山羊)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
羊F:5'-AAAATAAATGACGAAAGTAACCCTAC-3'(SEQ ID NO.17)
羊R:5'-GCCAAGTCCTTTGAGTTTCGG-3'(SEQ ID NO.18)
对禽类(鸡和鸭)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
禽类F:5'-GAGAACTACGAGCACAAACGCTT-3'(SEQ ID NO.19)
禽类R:5'-CCCATAGGCTATACCTTGACCTGT-3'(SEQ ID NO.20)
本发明所述10对特异性引物对的引物组合扩增的片段长度如下:
本发明还提供了上述引物组合在保障肉类食品安全中的应用。
进一步地,本发明提供一种鉴别肉或肉制品中动物源性成分的方法,应用本发明提供的含有核苷酸序列如SEQ ID NO.1-20所示的引物组合,以待测肉或肉制品的DNA为模板,使用2次5重PCR与微芯片电泳方法进行检测,根据PCR产物片段长度判定结果。
模板的制备方法为:将肉或肉制品与灭菌去离子双蒸水以1:3~1:5比例混合,用组织匀浆机11000~13000r/min均质6~10min,制成组织匀浆液。使用组织DNA提取试剂盒提取样品基因组总DNA。
进一步地,5重PCR方法中25μL PCR反应体系为:
PCR反应条件为:(1)预变性:95℃,3min;(2)变性:95℃,10~15s;退火+延伸:58~62℃,20~45s,30个循环。
考虑到微芯片电泳仪具有±5%的检测误差,因此针对每种源性成分给出一个片段长度范围来进行结果判定。其中,A反应孔:片段长度在78~86bp范围内的为牛源性成分检出;片段长度在130~144bp范围内出现的为驴源性成分检出;片段长度在158~172bp范围内出现的为狗或狐狸或貉源性成分检出;片段长度在176~192bp范围内出现的为鹿源性成分检出;片段长度在195~215范围内出现的为马源性成分检出。B反应孔:片段长度在79~87bp范围内的为猫源性成分检出;片段长度在114~126bp范围内出现的为猪源性成分检出;片段长度在133~147bp范围内出现的为鼠源性成分检出;片段长度在162~179bp范围内出现的为绵羊或山羊源性成分检出;片段长度在211~233bp范围内出现的为鸡或鸭源性成分检出。
本发明提供了上述方法在肉或肉制品动物源性成分鉴别中的应用。
本发明的有益效果在于:
通过对该待测对象的目标片段的选择、10对专用引物的设计、退火温度和时间、延伸温度和时间、各反应成分的用量等参数设计,能同时检测14种动物源性成分,特异性高、检查结果准确、检查工序简化,无需再进行克隆、测序和序列比对,降低了检测成本、节省了检测时间,实现了对高效、快速、准确的检测,解决了单重反应的局限性。
本发明中特异性引物设计中,采用大类特异小类保守的线粒体DNA序列作为扩增把序列,这使得在不增加引物对数的情况下增加了同步检测物种数量,大幅提高检测效率,例如禽类引物对能扩增鸡鸭两种动物源性成分,无法扩增其他源性成分。
本发明的多重PCR-微芯片电泳方法具有良好的特异性和较高的灵敏度,保证该方法能够特异性的检出动物源性成分,避免了假阳性。本发明实现了动物源性成分低成本、高通量检测,对加强肉类市场监管、抵御肉制品掺假,保护消费者和相关肉制品企业利益是十分重要的,具有巨大市场需求和广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明鉴别肉或肉制品中14种动物源性成分的凝胶图,其中泳道1为Marker标准品;泳道2为A反应孔扩增产物,条带由低到高依次为牛、驴、犬科(狗、狐狸、貉子)、鹿和马;泳道3为B反应孔扩增产物,条带由低到高依次为猫、猪、鼠、羊(绵羊、山羊)和禽类(鸡、鸭)。
图2为本发明鉴别方法对A反应孔5种混合成分:牛(82bp)、驴(137bp)、犬科(狗、狐狸、貉子,166bp)、鹿(183bp)和马(205bp)源性成分的电泳图。
图3为本发明鉴别方法对B反应孔5种混合成分:猫(83bp)、猪(120bp)、鼠(140bp)、羊(绵羊、山羊,170bp)和禽类(鸡、鸭,222bp)的电泳图。
图4为本发明鉴别方法对A反应孔5种引物特异性检验凝胶图,其中泳道1为Marker标准品;泳道2~17模板分别为牛、驴、狗、狐狸、貉、鹿、马、猪、绵羊、山羊、鸡、鸭、鱼、貂、猫、鼠源性成分。
图5为本发明鉴别方法对B反应孔5种引物特异性检验凝胶图,其中泳道1为Marker标准品;泳道2~17模板分别为猫、猪、鼠、绵羊、山羊、鸡、鸭、牛、狗、狐狸、貉、鹿、鱼、驴、貂、马源性成分。
图6为本发明鉴别方法对A反应孔牛、驴、犬科(狗、狐狸、貉子)、鹿和马源性成分检出限的电泳图,其中,(1)~(4)依次为混合DNA由100梯度稀释至10-3的检测结果。
图7为本发明鉴别方法对B反应孔猫、猪、鼠、羊(绵羊、山羊)、禽类(鸡、鸭)源性成分检出限的电泳图,其中,(1)~(4)依次为混合DNA由100梯度稀释至10-3的检测结果。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
若未特别指明,实施例中所用的化学试剂均为常规市售试剂,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
主要仪器设备:PCR仪(Bio-rad T100,美国)、微芯片电泳仪(岛津MultiNA,日本)、高速台式离心机(Eppendorf5417R,德国)、微量移液器(2.5μL、10μL、100μL、1000μL)、均质仪(Omni Prep,美国)、荧光酶标仪(Bio tek Synergy H4,美国)等。主要试剂:血液和动物组织的DNA提取试剂盒购于Qiagen公司;Premix PrimeSTARHS预混液购于TAKARA公司;引物由英潍捷基(上海)贸易有限公司合成。
实施例1本发明5重PCR反应体系及检测结果
1、样品处理方法
分别称取25mg猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐狸、貉子、鹿、猫、鼠、马、驴14种常见肉种样品至离心管中。
2、DNA提取方法
使用DNeasy动物组织的DNA提取试剂盒提取各物种DNA,按照试剂盒说明书进行操作,或者公认的、具有相同效力的其他提取方法。提取出的DNA采用荧光酶标仪测定260nm和280nm处的吸光值,计算DNA浓度和纯度。
3、引物序列
A反应孔:
对牛源性成分扩增时所需的特异性引物为:
牛F:5'-GTTCTTCACGACACATACTACGTT-3'(SEQ ID NO.1)
牛R:5'-GCAAATACAGCTCCTATTGATAAA-3'(SEQ ID NO.2)
对驴源性成分扩增时所需的特异性引物为:
驴F:5'-ATTCTCCCCACCCTAATGGCT-3'(SEQ ID NO.3)
驴R:5'-ACTAACCTATTCCACCTCCCTAACT-3'(SEQ ID NO.4)
对犬科(狗、狐和貉)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
犬科F:5'-AAGGGAATGATGAAAGACAT-3'(SEQ ID NO.5)
犬科R:5'-GAGTTGATCCTTTTAGATTGTT-3'(SEQ ID NO.6)。
对鹿源性成分扩增时所需的特异性引物为:
鹿F:5'-GCTCACGACACCTTGCACAG-3'(SEQ ID NO.7)
鹿R:5'-GCTTTAACACACTTTACGCCGTATG-3'(SEQ ID NO.8)
对马源性成分扩增时所需的特异性引物为:
马F:5'-CAACCCAAACTAACTCCT-3'(SEQ ID NO.9)
马R:5'-ATAGATGCATGCCTGTGTT-3'(SEQ ID NO.10)
B反应孔:
对猫源性成分扩增时所需的特异性引物为:
猫F:5'-TCATGTTAATAGTTTTCATAGTG-3'(SEQ ID NO.11)
猫R:5'-TGTGGTTAGTTCTACTATGGC-3'(SEQ ID NO.12)
对猪源性成分扩增时所需的特异性引物为:
猪F:5'-TACTTCTACTATCCCTGCCAGTTC-3'(SEQ ID NO.13)
猪R:5'-TGATAAAGGATAGGGTCTCCACCA-3'(SEQ ID NO.14)
对鼠源性成分扩增时所需的特异性引物为:
鼠F:5'-GACATCCCAATGGTGTAGAAGCTATT-3'(SEQ ID NO.15)
鼠R:5'-GTCCTTTCGTACTGGGAGAAATCGTA-3'(SEQ ID NO.16)
对羊(绵羊、山羊)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
羊F:5'-AAAATAAATGACGAAAGTAACCCTAC-3'(SEQ ID NO.17)
羊R:5'-GCCAAGTCCTTTGAGTTTCGG-3'(SEQ ID NO.18)
对禽类(鸡和鸭)源性成分扩增时所需的特异性引物为:
禽类F:5'-GAGAACTACGAGCACAAACGCTT-3'(SEQ ID NO.19)
禽类R:5'-CCCATAGGCTATACCTTGACCTGT-3'(SEQ ID NO.20)
4、5重PCR反应
4.1 5重PCR反应体系,见表1。
表1 5重PCR反应体系组分及配比(总体积25μL)
4.2PCR反应条件
(1)预变性:95℃,3min;(2)变性:95℃,10~15s;退火+延伸:58~62℃,20~45s,30个循环。
5、微芯片电泳检测PCR扩增产物
A和B反应孔的5重PCR扩增产物通过微芯片电泳进行检测,检测结果如表2,图1~图3所示。由图2、3的结果可知,每一种特异性扩增产物长度代表一种特定的动物源性成分,其中,A反应孔中片段长度在78~86bp范围内的为牛源性成分检出,片段长度在130~144bp范围内出现的为驴源性成分检出,片段长度在158~172bp范围内出现的为狗或狐狸或貉源性成分检出,片段长度在176~192bp范围内出现的为鹿源性成分检出,片段长度在195~215范围内出现的为马源性成分检出。B反应孔中片段长度在79~87bp范围内的为猫源性成分检出,片段长度在114~126bp范围内出现的为猪源性成分检出,片段长度在133~147bp范围内出现的为鼠源性成分检出,片段长度在162~179bp范围内出现的为绵羊或山羊源性成分检出,片段长度在211~233bp范围内出现的为鸡或鸭源性成分检出。
实施例2本发明5重PCR的10对引物体系的特异性
1、模板制备方法
参照实施例1中的DNA提取方法,分别提取猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐狸、貉子、猫、鼠、驴、鹿、马、鱼、貂16种物种DNA,计算DNA浓度和纯度。将16个物种DNA样品浓度均稀释至1ng/μL,备用。
2、5重PCR反应
2.1A反应孔
参照实施例1中的5重PCR反应,A反应孔混和引物分别与猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐狸、貉子、猫、鼠、驴、鹿、马、鱼、貂16种模板进行扩增。
2.2B反应孔
参照实施例1中的5重PCR反应,B反应孔混和引物分别与猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐狸、貉子、猫、鼠、驴、鹿、马、胖头鱼、貂16种模板进行扩增。
3、微芯片电泳检测PCR扩增产物
从图4可以看出,利用本发明A反应孔提供的5对特异性引物可特异性扩增出牛、驴、狗、狐狸、貉、鹿、马源性成分,而对其他肉种成分无特异性扩增。从图5可以看出,利用本发明B反应孔提供的5对特异性引物可特异性扩增出猫、猪、鼠、绵羊、山羊、鸡、鸭源性成分,而对其他肉种成分无特异性扩增。
实施例3本发明鉴别肉中动物源性成分方法的检出限
1、模板制备方法
1.1A反应孔
参照实施例1的DNA提取方法,将牛、驴、狐狸、鹿和马DNA等比例混合作为初始模板,各成分浓度均为1ng/μL,然后将初始模板10倍梯度稀释至10-3,备用。模板添加量为2μL。
1.2B反应孔
参照实施例1的DNA提取方法,将猫、猪、鼠、绵羊、鸭DNA等比例混合作为初始模板,各成分浓度均为1ng/μL,然后将初始模板10倍梯度稀释至10-3,备用。模板添加量为2μL。
2、5重PCR反应
参照实施例1的5重PCR体系进行反应。
3、检出限
由图6可以看出,牛、驴、狗、狐狸、貉、鹿、马源性成分检出限为0.02ng。由图7可以看出,猫、猪、鼠、绵羊、山羊、鸡、鸭源性成分检出限为0.2ng。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
序列表
<110> 中国肉类食品综合研究中心
<120> 一种同步检测肉或肉制品中14种动物源性成分的引物组合及其应用
<130> KHP171115780.1
<160> 20
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gttcttcacg acacatacta cgtt 24
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<212> DNA
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gcaaatacag ctcctattga taaa 24
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attctcccca ccctaatggc t 21
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gagttgatcc ttttagattg tt 22
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gctttaacac actttacgcc gtatg 25
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caacccaaac taactcct 18
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tcatgttaat agttttcata gtg 23
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tacttctact atccctgcca gttc 24
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tgataaagga tagggtctcc acca 24
<210> 15
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<400> 15
gacatcccaa tggtgtagaa gctatt 26
<210> 16
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 16
gtcctttcgt actgggagaa atcgta 26
<210> 17
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 17
aaaataaatg acgaaagtaa ccctac 26
<210> 18
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 18
gccaagtcct ttgagtttcg g 21
<210> 19
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 19
gagaactacg agcacaaacg ctt 23
<210> 20
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 20
cccataggct ataccttgac ctgt 24
Claims (9)
1.鉴别肉或肉制品中动物源性成分的引物组合,其特征在于,含有10对特异性引物对,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1-20所示。
2.含有权利要求1所述引物组合的试剂盒或检测试剂。
3.权利要求1所述引物组合或权利要求2所述的试剂盒或检测试剂在鉴别肉或肉制品中动物源性成分中的应用,其特征在于,所述动物为猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马。
4.权利要求1所述引物组合或权利要求2所述的试剂盒或检测试剂在保障肉类食品安全中的应用。
5.一种同步检测肉或肉制品中14种动物源性成分的引物体系及检测方法,其特征在于,以待测肉或肉制品的DNA为模板,利用权利要求1所述的引物组合,使用PCR和微芯片电泳方法进行检测,根据电泳图中片段的长度判定结果。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,将SEQ ID NO.1-10所示的引物置于A反应孔,将SEQ ID NO.11-20所示的引物置于B反应孔,分别进行5重PCR反应,PCR方法中25μL PCR反应体系为:
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,PCR反应条件为:(1)预变性:95℃,3min;(2)变性:95℃,10~15s;退火+延伸:58~62℃,20~45s,30个循环。
8.如权利要求5~7任一所述的方法,其特征在于,每一种特异性扩增产物长度代表一种特定的动物源性成分;
其中,A反应孔:片段长度在78~86bp范围内的为牛源性成分检出;片段长度在130~144bp范围内出现的为驴源性成分检出;片段长度在158~172bp范围内出现的为狗或狐狸或貉源性成分检出;片段长度在176~192bp范围内出现的为鹿源性成分检出;片段长度在195~215范围内出现的为马源性成分检出;
B反应孔:片段长度在79~87bp范围内的为猫源性成分检出;片段长度在114~126bp范围内出现的为猪源性成分检出;片段长度在133~147bp范围内出现的为鼠源性成分检出;片段长度在162~179bp范围内出现的为绵羊或山羊源性成分检出;片段长度在211~233bp范围内出现的为鸡或鸭源性成分检出。
9.权利要求5~8任一所述的方法在肉或肉制品动物源性成分鉴别中的应用,其特征在于,所述动物为猪、牛、绵羊、山羊、鸡、鸭、狗、狐、貉、猫、鼠、驴、鹿和马。
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