多重PCR技术用于食源性金黄色葡萄球菌肠毒素的检测
材料与方法
菌株来源 145株金黄色葡萄球菌从食物检测样本中提取,其中食源性致病菌检测样本110株,包括熟肉、速冻制品、凉拌菜、沙拉、果汁等;食物中毒样本35株,从患者剩余食物、粪便、肛拭子中获得。
仪器试剂 Baird-Parker琼脂培养基、血平板、亚碲酸钾卵黄增菌液,均由北京陆桥技术股份有限公司提供;溶菌酶、基因组提取试剂盒、PCR引物,由上海生工生物工程公司提供;细菌培养箱是由德国宾德公司提供;基因扩增仪、毛细管电泳仪、微量分光光度计等,是由美国IBM公司提供。
方法 菌株复苏:在菌株磁珠冻存管中,用接种环挑取1颗磁珠,放于营养琼脂肉汤中,在37℃温度下培养24小时,并观察其浑浊度。基因提取:取混浊菌液1ml放在1.5ml的EP管内,10000rpm离心3min。除去上层清液,向沉淀物加入200μl溶菌酶溶液(浓度为50mg/ml),混合均匀后,在37℃条件下静置1小时。然后按照DNA提取试剂盒上的说明提取DNA,用微量分光光度计,测定提取DNA的浓度,加纯水直至浓度达到10ng/μl,并保存在-20℃的环境中。引物设计和片段测序:参考GenBank数据库、应用Primer remier分析软件,分别对9种肠毒素基因的PCR引物进行筛选和设计,见下表1。
单重PCR反应体系:Multiplex PCR Mix2 25μl,上游引物、下游引物均为0.5μl;Multiplex PCR Mix1 0.25μl,模板4μl,加入纯水直至50μl。扩增条件:94℃条件下预热2min,94℃30s、54℃60s、72℃80s,共计35个循环;最后72℃延伸8min。经毛细管电泳处理后,对PCR产物进行测序。多重PCR反应体系:对退火温度、引物浓度等进行调节,优化单重PCR反应体系如下:Multiplex PCR Mix2 25μl,上游引物、下游引物均为0.4μl;Multiplex PCR Mix1 0.25μl,模板4μl,加入纯水直至50μl。扩增条件设置如下:94℃条件下预热2min;然后分别94℃30s、50℃60s、72℃80s,经过35个循环;最后72℃条件下延伸8min。对PCR产物进行毛细管电泳处理,观察结果。
结果
引物特征性验证结果。采用盲筛法,选择9株毛细管电泳结果出现的目的片段菌株,对PCR产物测序后,和GenBank数据库进行比对。结果显示产物片段相似度高,满足研究需求。见表2。
多重PCR检测结果。利用多重PCR体系,对145株金黄色葡萄球菌的肠毒素基因进行检测,结果显示97株(66.9%)至少含有1种肠毒素基因,48株(33.1%)含有2种及以上肠毒素基因。其中,9种肠毒素基因的检出率从高到低依次为:SEU37株(25.5%)、SEG32株(22.1%)、SEM30株(20.7%)、SEK29株(20.0%)、SEQ26株(17.9%)、SEH23株(15.8%)、SEN15株(10.3%)、SEJ12株(8.3%)、SEL6株(4.1%)。金黄色葡萄球菌属于葡萄球菌的一种,是造成食物中毒的重要原因之一,美国疾控中心的调查数据显示,该菌株造成的食物中毒占比约为33%,仅次于大肠埃希氏菌,位居第二。对金葡的研究发现,其包含多种致病因子,例如肠毒素、杀白细胞素、溶血素、血浆凝固酶等,其中肠毒素的作用最为明显。肠毒素是低分子蛋白和多肽,具有较强的耐热性,即使在70-80℃条件下,30min以内蛋白不会完全破坏,而且也不会被胰蛋白酶降解。针对已知的肠毒素种类,采用有效的、特异检测手段,能明确食物中毒的发生机制,为临床诊疗提供依据。
本次研究中,以SEG、SHE、SEJ、SEK、SEL、SEM、SEN、SEQ、SEU 9种肠毒素为研究对象,建立了多重PCR检测体系,具有操作简单、通量高、特异性高的优点。结果显示,9种肠毒素均有检出,以SEU、SEG、SEM、SEK的检出率高。另外,相关研究指出,SEK和SEQ之间,SEM和SEN之间,SEG和SEU之间,均存在连锁关系。以SEK和SEQ为例,两者位于同一株金葡菌上,可能会对金葡菌的毒性力度产生影响,有待进一步研究。
综上,多重PCR技术用于食源性金黄色葡萄球菌肠毒素基因检测,准确性和特异性高,具有良好的应用价值。
高利海 精益和泰质量检测股份有限公司
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