三种核酸扩增技术检测酸乳中醋化醋杆菌的研究

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醋酸菌(Acetic acid bacteria),是一类能产生乙酸的细菌,在发酵过程中将多种糖和乙醇氧化为有机酸,此特性广泛用于食醋生产、红茶菌发酵、可可豆发酵等食品工业中。然而醋酸菌可导致水果、啤酒、葡萄酒、软饮料等食品和饮料的变质。有报道表明醋酸菌可污染酸乳,代谢酸乳中的营养成分,并导致酸涩、胀包、浑浊和黏性增加等现象。国内外均未将醋酸菌检验项目列入酸乳检测的标准。醋酸菌的检测分为表型分析法和基因型分析法。表型分析法先将醋酸菌在不同固体培养基中进行选择性分离,并根据生理生化特性进行鉴定。但该方法培养时间长,分离鉴定步骤繁琐,且只能检测特定培养基中的活菌数,不能真正代表实际培养条件下的数量。以分子学方法为基础的基因型分析法是目前常用的检测方法,克服了表型分析法的不足,特异性强,灵敏度高,可检测出在实际条件下醋酸菌的数量。本研究选用醋化醋杆菌为代表菌株,对酸乳中的醋酸菌污染进行初探。使用环介导等温扩增技术(LAMP)、普通PCR及RT-PCR三种基因型分析技术进行检测,并比较了三种技术的灵敏度,包括以下几点内容:1.根据Genbank公布的醋酸醋杆菌Acetobacter aceti(NBRC14818,GI:39573569)16S-23S rRNA转录间隔区(ITS)核酸序列,选择特定区域,进行LAMP引物设计(https://primerexplorer.jp/lamp4.0.0/index.html),最终选定一组引物;并将外引物F3、B3作为普通PCR和SYBR Green SYBR Green RT-PCR的引物,特异性检测结果表明引物的特异性强,可用于醋化醋杆菌的检测。引物序列如下:F3:5’-CGGTTGGTGCGTATGTGG-3’;B3:5’-CCATGCACAGAAACCATCCA-3’;FIP:5’-ACGCTTCCGCCAAAATCCCTTGGGTTGGTCTGACCCATGA-3’;BIP:5’-AATGTGACGCGCTTGAATGAGCCCAAGGCAGAACCCCGATA-3’;2.分析并比较3种醋酸菌DNA提取方法:热裂解法、试剂盒法、CTAB提取法,表明试剂盒法提取DNA的效果较稳定,选取该方法提取DNA。3.对LAMP反应条件进行优化,确定25μL反应体系:6mmol/L MgCl2,1.4mmol/L dNTPs,内引物(FIP和BIP)各0.8μmol/L,外引物(F3和B3)各0.2μmol/L,1×Bst DNA聚合酶反应缓冲液,8U Bst酶,0.8mmol/L甜菜碱(betaine),2μL DNA模板,用灭菌蒸馏水补足体系。62℃反应30min后,80℃3min终止反应。并改进LAMP反应结果的检测方法,LAMP反应结束后,体系中加入10000×0.1μL SYBR GreenⅠ改进可视性效果,提高了肉眼观察的灵敏度并缩短了检测时间。4.用添加SYBR Green荧光染料的RT-PCR技术成功进行醋化醋杆菌的定量检测,DNA拷贝数对数值与Ct值的线性关系如下:y=-3.3914x+41.919,相关系数为0.9984.5.比较LAMP、普通PCR和RT-PCR技术检测醋化醋杆菌的灵敏度,分别为3.63×10-1CFU/mL、3.63×101CFU/mL、3.63×101CFU/mL,而检测人工污染酸乳中的醋化醋杆菌的检出限分别达1.3×102CFU/mL、1.3×104CFU/mL、1.3×101CFU/mL,表明LAMP与SYBR GreenⅠRT-PCR技术检测的灵敏度较高。6.与传统培养方法检测结果比较,LAMP技术与SYBR Green RT-PCR技术对变质酸乳的检测结果相符率达100%。这两种技术对变质酸乳中的醋酸菌检测无需增菌,准确率高,可进行醋酸菌污染的快速检测。
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