分子生物学技术的益处,分子生物学技术都包括哪些技术

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-27 05:24:41

分子生物学技术的益处,分子生物学技术都包括哪些技术(1)

近年来,饲料安全问题屡屡发生,正引起人们的广泛关注,多数饲料安全事件都是由致病菌引起。在我国,针对饲料安全问题有相关的卫生标准以及检验方法,但是多数检验方法存在耗时久、技术滞后等缺陷,难以适用于突发安全事件。目前,分子生物学在微生物鉴定上逐渐显示了强大优势,其在饲料微生物检测中的应用正引起人们的关注。通过使用该检测手段能够判断食品和饲料中的各种微生物的数量。目前,饲料检测技术正在迅速发展,由于分子生物学技术有着时效性短、灵敏度高、特异性强等优势,能够有效地应用于致病菌的快速检测。

一、微生物检测的意义

随着社会的高速发展 ,分子生物学的技术成果已经显示出了其强大的优势。例如工模拟酶,并生成新的催化剂,领导了化学工业的新革命。除此之外,分子生物学技术不仅可以应用到化学方面,还可以应用于饲料的微生物检测,在很大程度上能够保证饲料安全和人类健康。

通常情况下,在饲料的生产、加工、运输过程中极易被微生物感染。为了防止其污染,通常在饲料中加入防腐剂、防霉剂,但是保鲜效果并不是很明显。饲料一旦受到微生物污染营养价值就会降低,还会危害微生物健康。动物在食用了霉变的饲料后,很容易生病或者死亡,造成经济损失。

饲料安全问题是各个国家都十分关注的问题,对于饲料的检测技术也日渐完善,饲料中不允许存在危害动物健康的细菌、真菌等。为了快速高效地检测饲料中微生物的含量,并对其进行合理的解决,是各个国家都十分重视的内容。所以说,构建健康和谐社会,做好饲料的安全检测是各个国家的重大战略问题。

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二、微生物检测的传统方法

根据研究显示,用传统方法培养出的微生物种类较少,大约为环境中微生物含量的1%,其余的99%的微生物都是无法培养的,所以依靠传统的培养是无法准确地检测饲料中微生物种类和数量的。

目前, 国内对饲料微生物检测的传统方法有平板涂布法、血球记数板直接记数法、酶联免疫吸附测定法等[]。传统的微生物检测方法在饲料的微生物检测中存在以下几点不足:

(1)准确性低:检测饲料中微生物数量的准确性不高,且种类有限;

(2)检测时间长:由于样品需要培养,所以通常需要几个小时甚至几天的检测时间;

(3)易造成污染:传统的检测方法需要样品培养,流程相对复杂,在对样品的处理过程中易造成污染。

随着科学技术的不断发展,分子生物学技术在微生物检测领域正显示出其强大的优势,并具有特异性强、速度快、无需样品培养、污染小、精度高、检测范围广以及试剂耗材相对较少且成本低的优点。

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三、饲料中的微生物检测

在我国, 对饲料微生物的检测的细菌主要是大肠菌群、霉菌及沙门氏菌。

大肠菌群是粪便污染的指示菌, 主要用来显示饲料是否存在粪便污染。动物一旦食用了被大肠杆菌污染后的饲料后,大肠杆菌就会感染动物机体,损伤肠道上皮细胞,并且会产生某种肠毒素。

霉菌是主要危害饲料的微生物群,饲料霉变是一个非常普遍的问题,我国因饲料霉变而导致的经济损失巨大。饲料被霉菌污染后会降低其营养价值,动物食用后免疫系统会受到干扰,还会影响动物的正常生长发育。

沙门氏菌能够感染多种动物宿主,具有侵袭性,大部分动物感染沙门氏菌后,容易引起动物伤寒、副伤寒及急性胃炎的发生,还会排出粘性血便和水样便。

相比传统方法,分子生物学技术在饲料中微生物检测这展现了强大的优势。作为一种新型的检测技术,分子生物学是以分子水平来研究的,以基因序列多样性为检测原理,通过识别并标记饲料中相应的分子,来达到检测饲料中微生物种类和含量的目的。在饲料的微生物检测中,主要采用PCR技术、基因探针技术和基因芯片技术。由于饲料的检验工作范围很大,分子生物学技术可以高效、精准地检测出来饲料中微生物的种类和含量,所以, 可以将该技术广泛应用在饲料的微生物检测工作。

四、 可应用于食品及饲料中主要的检测技术

1、 PCR技术

PCR技术的优势在于:具有高强的特异性和灵敏度、检测速度快以及准确性高。现已广泛地应用在食品微生物检测的各个领域,且逐步开始应用于饲料微生物检测。PCR技术是以一段DNA作为模板,在和底物共同参与下,大量扩增该段DNA,检测其扩增产物然后进行分析。在饲料微生物检测中,通过聚合酶的反应, 能够检测出来饲料微生物病原,从而得到饲料中致病菌的含量。PCR技术特异性强,灵敏度高,能够快速得出正确的检验结果。

沙门氏菌是一种人畜中常见的食源性致病菌,对动物的危害很大。饲料卫生标准中规定,饲料中不可以存在沙门氏菌。目前,沙门氏菌的检测方法是前增菌、增菌、分离的方法。这些方法操作复杂且耗时较长,无法满足社会发展的需要。 GB/T 28642-2012 《饲料中沙门氏菌的快速检测方法聚合酶链式反应(PCR) 法》于2012年第17号发布,该标准规定了饲料中沙门氏菌快速检测的方法聚合酶链式反应 (PCR) 法,并于2012年11月起正式实施。这表明了PCR技术将会被越来越广泛应用于沙门氏菌检测。

PCR技术有着快速、灵敏、特异性强等特点,有巨大的运用价值。随着研究的不断深入,将在饲料沙门氏菌及其他致病菌的检测中得到更多的应用。就目前来讲,PCR技术在饲料微生物的检测中的应用前景会越来越广泛。

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2、 基因探针技术

这种方法又被称为核酸分子杂交法, 它为DNA分析奠定了良好的基础, 并得到了相关领域的认可。基因探针技术利用互补基因的特异性,能够识别特异碱基序列中一段单链DNA或者RNA分子,然后再与靶细胞杂交, 对杂交产物进行检测,即可得到微生物含量。这样就能够快速灵敏地检测到致病性微生物。工作人员对病原体进行分离或标记, 制作出探针,因为任何病原体都有核酸片段, 利用有标记的探针就可以进行杂交工作, 如果样品中有特定的病原体, 要明确病原体中的特定性 就需要结合探针与核酸序列,通过特殊的方法测定标记物。

基因探针技术不但可以监测特异RNA, 还可以检测任意一种微生物。由于其特异性强、灵敏度高等优势获得了学术领域的认可,但是基因探针技术仍然存在一定的不足,它的操作成本较高,操作也比较繁琐,还会对人体产生一定的危害,这些在一定程度上限制了基因探针技术的发展。所以, 还需要进一步优化非放射性标记探针, 将探针信号放大, 研究简单的杂交形式, 使该方法更加简单、便捷。

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3、基因芯片技术

目前,微生物检测较为常见的技术就是基因芯片技术, 基因芯片技术主要应用的原理是是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的杂交进行核酸序列测定的方法。用荧光素进行标记,通过分析荧光分布确定检测样品中的特定微生物,有助于分析总结有害微生物的特征。基因芯片能够同时分析数万个基因,进行与检测分析,解决了传统核酸印迹杂交技术操作复杂、低、检测目的分子数量少等不足。

在对饲料中微生物检测的过程中,主要通过对微生物检验中的基因序列识别,来及时发现基因识别中存在的问题并进行标记, 这样饲料中的微生物种类及含量就可以通过序列的变化来识别。也可以通过基因序列变化来判断是否存在微生物超标,从而检测控制饲料中微生物含量,保障饲料的安全。

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五、总结一下

由此可见, 分子生物学技术在饲料微生物的检测中具有明显的优势,通过分子生物学高效、快速等优点,能够有效地提高饲料中微生物检测的效率进而改善饲料质量,并提高饲料的安全性。

饲料里的微生物会影响饲料的营养,甚至威胁动物身体健康。所以,对饲料安全性的控制十分重要。在饲料中微生物检测的同时,为了保证饲料的饲用价值, 还应该将分子生物学技术应用细化,用不同的技术来检测不同的微生物种类。通过对以上技术的应用, 同时也可以在很大程度上提升分子生物学技术的应用。

当下社会,人们对健康的要求越来越高。在饲料微生物检测中,传统方法存在速度慢、检测成本高、效率低等问题,难以满足突发事件,并且基本都要培育致病菌,通常需要3-5天。为了适应社会的发展,分子生物学的检测技术异军突起。PCR技术、ATP技术、基因探针术等,弥补了传统饲料检测方法缺点和不足,并且还具有很短的时效性、高度的特异性、低廉的检测成本等优点。随着科学技术的发展, 这项检测技术将会趋于完善。并且有望成为最先进的、最精准的微生物检测技术。

作者简介:胡靖宜 硕士生 王忠艳 博士 教授

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