CN110343770A - 一种用于11个物种种属来源鉴别的pcr-str检测试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于法医学物种鉴识新试剂盒研发领域,具体涉及公开一种可用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子物种种属来源鉴别的STR基因座及其毛细管电泳分型检测方法。本发明采用四种荧光物质对11个物种的22个STR基因座的引物分别进行荧光标记,从而实现这些基因座在同一反应体系中的同步扩增并行分型检测分析。本发明所选择的STR基因座的扩增片段大小多在350bp以下,可用于被不同方式加工处理的肉制品种属来源的鉴别研究;该检测体系种属特异性强、灵敏度高、分型准确;操作方法简便,自动化程度高,分型结果易于判读,有助于在我国食品安全监管,特别是打击肉源掺假中进行推广应用,也给不同物种的法医学鉴定带来新思路和技术方法。
Description
技术领域
本发明属于法医遗传学领域,具体涉及公开一种可同时用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠、鸽子共11个物种种属来源鉴别的短串联重复序列基因座试剂盒及其分型检测方法,其特别适合法医种属来源鉴定和食品安全领域肉类食品种属来源的检测和甄别。
背景技术
肉类及肉制品是人类日常餐食中的重要组成部分,也是人们营养需求的重要来源。 传统的依赖于感官、生活经验以及物理等检测手段很难鉴别肉制品的种属来源真伪,难以 满足对食品安全质量的检测和监控的要求,所以开发一种种属特异性强、快速、准确和灵 敏度高的种属来源检测体系和技术,是亟待解决的热点和难点问题。
脱氧核糖核酸(DNA)是生物体的遗传物质,主要分布于细胞核和线粒体中。相比于蛋白质,DNA分子具有更高的稳定性,能耐受日晒、雨淋、酶解和细菌污染等;一些DNA分子遗传标记具有较好的种属特异性,可以甄别亲缘关系较近的物种。因此,DNA分子遗传标记可作为肉类食品种属来源甄别鉴定的重要分子标记。
在对DNA分子的检测方法中,聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术对DNA纯度要求不高,且具有灵敏度高、种属特异性强以及快速、准确等优点,而成为目前DNA分型检测最有效的方法之一。基于该技术产生了一系列检测技术手段,如限制性片段长度多态性扩增、种属特异 PCR等,但是这些方法不利于混合样本或发生DNA降解的样本的鉴识研究。
短串联重复序列(short tandem repeat,STR)在基因组中分布广泛,主要表现为2-6 bp的重复单元,具有高度的多态性和共显性遗传的特征,被广泛用于个体识别、亲缘鉴定以及群体遗传学等研究。随着对 STR基因座研究的不断深入,各种动物的STR基因座也不断被发现和应用。在已发现的基因座中部分基因座具有高度的种属特异性,即某一基因座仅存在于某种动物中,因此,可以根据此特性对相应的物种种属特异性的STR基因座进行分型检测,以期实现对不同动物的组织检测鉴别其种属来源。STR分子遗传标记在物种来源的鉴定方面具有以下优势:1). STR基因座的扩增片段较短,可检测降解检材或高温处理过的动物组织检材;2). STR分型检测方法所需要的模板量多在1ng左右,具有相对较高的灵敏度;3). STR的检测平台相对成熟,具有操作简单、快速和自动化程度高的优势,易在基层单位中推广应用。综上,我们以STR分子遗传标记为基础,从既往文献报道、NCBI中的Nucleotide数据库以及国际动物遗传学会中推荐的不同物种研究的遗传标记中,系统甄选出人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子共11个物种具有种属特异性的STR基因座,每个物种各选取两个STR基因座,用于构建检测体系;同时,采用多色荧光标记STR基因座引物的方法,基于毛细管电泳检测技术,实现对22个STR基因座的复合扩增及分析检测。
发明内容
本发明的内容是基于毛细管电泳分型检测技术平台,开发一种用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠、鸽子共11个物种种属来源鉴别的STR基因座检测试剂盒及其分型检测方法。在本发明的实施方案中,每个物种所选择的种属特异性的STR基因座、标记引物的荧光染料如下。
表1. 11个物种筛选出的种属特异性的STR基因座名称
编号 | 物种 | 基因座名称 | 荧光物质 | 编号 | 物种 | 基因座名称 | 荧光物质 |
1 | 大鼠 | D8UIA2 | TAMRA | 12 | 牛 | BT150 | TAMRA |
2 | 大鼠 | D0UIA21 | TAMRA | 13 | 人 | D3S3045 | TAMRA |
3 | 鸽子 | PG5 | FAM | 14 | 人 | TPOX | ROX |
4 | 鸽子 | PG6 | FAM | 15 | 小鼠 | [NC000070] | HEX |
5 | 狗 | FH2361 | ROX | 16 | 小鼠 | [NC000084] | HEX |
6 | 狗 | FH2100 | ROX | 17 | 鸭 | AJ272583 | HEX |
7 | 鸡 | GCT025 | FAM | 18 | 鸭 | CAUD056 | FAM |
8 | 鸡 | MCW248 | HEX | 19 | 羊 | MAF33 | TAMRA |
9 | 马 | HMS6 | HEX | 20 | 羊 | MCM164 | HEX |
10 | 马 | HMS3 | TAMRA | 21 | 猪 | SW742 | FAM |
11 | 牛 | BT165 | FAM | 22 | 猪 | EF046 | HEX |
根据既往学术文献、NCBI中的Nucleotide数据库以及国际动物遗传学会中推荐的不同物种研究的遗传标记,最终甄选11个物种种属特异性的STR基因座22个,基因座的甄选原则如下:1). 针对某个特定的物种选出的STR基因座的引物序列与研究的其他物种不存在同源性;2). 优先选择以4碱基为重复单元的STR基因座;3). 优先选择等位基因较少、高频等位基因频率较高的STR基因座。对于甄选的STR基因座,应用Primer 5.0 软件设计这些初筛STR基因座的引物,同时对各基因座的引物序列信息进行BLAST比对,评估筛选基因座及引物设计的特异性,并采用Oligo软件评估各基因座引物效能。采用每种物种的DNA样本对筛选的基因座进行PCR扩增、电泳分析检测,进一步评估每个基因座的实际扩增效能以及种属特异性,最终甄选出22个基因座用于这11种物种的种属来源鉴别研究,基因座的具体信息见表1。
本发明的另一个目的是提供22个STR基因座的检测及分析方法,所述试剂盒主要用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子物种的种属来源鉴别。具体步骤如下。
1. 采用组织基因组DNA提取试剂盒或血液基因组DNA提取试剂盒分别提取人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子共11个物种样本的DNA,采用研发的体系对这些DNA样本分别进行分型检测。本发明PCR反应体系为10μL,具体包括4μL Master Mix I、2μLPrimer mix、1μL 样本DNA和3μL的去离子水。PCR反应条件为95℃预变性5min;然后94℃变性30s,59℃退火1min,72℃延伸1min,共28个循环;60℃终延伸60min,然后扩增产物置于4℃保存备用。
2. 本发明对样本DNA进行PCR扩增后,取1μL的PCR扩增产物,加至8.7μL的去离子甲酰胺和0.3μL QD550分子量标准品的混合液中混匀;混合物首先进行95℃变性处理,时间为3min,然后立即置于冰上冷却3min,最后上机进行毛细管电泳分型检测。
本发明提供一种基于STR基因座用于11个物种种属来源鉴别研究的方法。该方法包括每个物种种属特异性的STR基因座信息;复合扩增反应的体系配比;PCR的循环条件;扩增产物的分析检测方法步骤。本发明构建的PCR-STR检测体系,可同时实现11个物种种属来源的鉴别研究;本发明所选择的STR基因座中21个基因座的扩增片段大小在350bp以下,一个基因座的扩增片段在400bp以下,因此,这些基因座可用于被不同方式处理过的肉制品种属来源的鉴别;该检测体系种属特异性强、灵敏度高、分型准确;操作方法简便,自动化程度高,结果容易判读,有助于在我国食品安全监管特别是打击肉源掺假中进行推广应用,也给不同物种鉴定带来新思路和技术方法。
附图说明
图1为本发明实施例中对鸽子物种DNA样本进行分析检测后的毛细管电泳图谱。
具体实施方式
下面结合附图以及进一步的详细描述来举例说明本发明。需要指出的是,以下说明仅仅是对本发明要求保护的技术方案的举例说明,并非对这些技术方案的任何限制。本发明的保护范围以所附权利要求书记载的内容为准。
实施例:
本发明所用的试剂有Master Mix I、Primer mix、去离子水、去离子甲酰胺溶液、QD550分子量标准品和Ladder试剂。
所述发明中包含的每个物种种属特异性的STR基因座以及标记的荧光物质见表1。
检测方法:
1)采用组织基因组DNA提取试剂盒或血液基因组DNA提取试剂盒提取鸽子的DNA样本,
按照以下所示配置PCR体系:
组分 | 体积 |
去离子水 | 3µL |
Master Mix I | 4µL |
Primer mix | 2µL |
鸽子的DNA样本 | 1µL |
扩增程序为:95℃预变性5min;94℃变性30s,59℃退火1min,72℃延伸1min,共28个循环;60℃终延伸60min。
2)取1μL上述的反应产物,加至8.7μL的去离子甲酰胺和0.3μL QD550分子量标准品的混合液中,震荡混匀;混合物在95℃变性3min,然后放置于冰上冷却3min后,再置于3500遗传分析仪上进行基因扫描和基因分型检测。
3)通过与本发明提供的Ladder进行比对,物种的STR基因座的等位基因分型被确定。如果仅出现一种物种的STR分型结果,说明样本来源为某单一物种;如出现两个或者两个以上物种的STR基因座分型结果,说明样本为非单一物种来源,或提示是混合样本。
Claims (4)
1.开发一种基于毛细管电泳检测分型平台,提供用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子的11个物种种属来源鉴别的22个短串联重复序列位点的检测试剂盒。
2.根据权利要求1所述的检测体系,其特征在于,所述体系包括11个物种的STR基因座信息,具体如下所示
。
3.根据权利要求1所述的检测体系,其特征在于,所述检测组分包括Master Mix I、Primer mix、去离子水、去离子甲酰胺溶液、QD550分子量标准品和Ladder试剂。
4. 权利要求书1-3任一项所述检测体系的检测方法,所述的检测方法主要用于人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子共11个物种种属来源的鉴别研究;具体步骤如下:(1)采用血液基因组DNA提取试剂盒或组织基因组DNA提取试剂盒,分别提取人、鸡、鸭、羊、猪、牛、马、狗、大鼠、小鼠和鸽子11个物种的样本DNA,采用研发的检测体系对这些DNA样本分别进行基因分型检测;本发明PCR反应体系为10μL,具体包括4μL Master Mix I、2μLPrimer mix、1μL 样本DNA和3μL的去离子水;PCR反应条件为95℃预变性5min;然后94℃变性30s,59℃退火1min,72℃延伸1min,共28个循环;60℃终延伸60min,然后扩增产物置于4℃保存备用;(2)本发明对样本DNA进行PCR扩增后,取1μL的PCR扩增产物,加至8.7μL的去离子甲酰胺和0.3μL QD550分子量标准品的混合液中混匀;混合物首先进行95℃变性处理,时间为3min,然后立即置于冰上冷却3min,最后上机进行毛细管电泳分型检测;(3)通过和本发明提供的Ladder进行比对,物种的STR基因座的等位基因分型被确定;如果仅出现一种物种的STR分型结果,说明样本来源为单一物种来源;如出现两个或者两个以上物种的STR基因座分型结果,说明样本来源为非单一物种,是多个物种混合,根据出现物种的STR基因座,来确定对应的物种类型。
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