Nghiên cứu này trình bày một hệ thống mã vạch mini DNA để nhận dạng loài áp dụng cho các sản phẩm cá chế biến nặng. Sáu bộ mồi mã vạch mini đã được phát triển, với một bộ mồi cụ thể cho thấy tỷ lệ thành công cao cho việc xác định các sản phẩm chế biến nặng ở mức loài hoặc chi. Các bộ mồi bổ sung đã được phát triển hứa hẹn rằng các công cụ bổ sung sẽ được sử dụng trong trường hợp bộ mồi ban đầu thất bại. Tất cả bộ mồi mã vạch mini cho thấy hiệu suất tăng lên trong việc nhận diện loài trong các sản phẩm chế biến nặng so với mồi mã vạch DNA đủ dài. Ngoài ra, hệ thống mã vạch mini cung cấp một hướng đi mới cho việc sử dụng các trình tự DNA

thế hệ tiếp theo để chứng thực các sản phẩm hỗn hợp có thể chứa nhiều loài và các mức độ khác nhau của các quy trình thương mại không thân thiện với DNA. Nhìn chung, hệ thống mã vạch mini phát triển ở đây cung cấp phương tiện để xác định các loài trong các sản phẩm chế biến nặng và có thể được sử dụng để phát hiện và thi hành luật về sự thay thế loài trên thị trường thương mại.

Tài liệu tham khảo

Woolfe, M. & Primrose, S. Food forensics: using DNA technology to combat misdescription and fraud. Trends Biotechnol 22, 222–226 (2004).

Marko, P. B. et al. Fisheries: mislabelling of a depleted reef fish. Nature 430, 309–310 (2004).

Hellberg, R. S. & Morrissey, M. T. Advances in DNA-based techniques for the detection of seafood species substitution on the commercial market. J Lab Autom 16, 308–321 (2011).

Wong, E. & Hanner, R. DNA barcoding detects market substitution in North American seafood. Food Res Int 41, 828–837 (2008).

Wallace, L. et al. DNA barcodes for everyday life: routine authentication of Natural Health Products. Food Res Int 49, 446–452 (2012).

Teletchea, F. Molecular identification methods of fish species: reassessment and possible applications. Rev Fish Biol Fisher 19, 265e293 (2009).

Hebert, P. D., Cywinska, A., Ball, S. L. & deWaard, J. R. Biological identifications through DNA barcodes. Proc R Soc Lond B 270, 313–321 (2003).

Hajibabaei, M., Singer, G., Hebert, P. D. & Hickey, D. A. DNA barcoding: how it complements taxonomy, molecular phylogenetics and population genetics. Trends Genet 23, 167–172 (2007).

Ward, R. D., Zemlak, T. S., Innes, B. H., Last, P. R. & Hebert, P. D. DNA barcoding Australia’s fish species. Phil Trans R Soc B 360, 1847–1857 (2005).

Ward, R. D., Hanner, R. & Hebert, P. D. The campaign to DNA barcode all fishes, FISH-BOL. J Fish Biol 74, 329–356 (2009).

Hubert, N. et al. Identifying Canadian freshwater fishes through DNA barcodes. PLOS One 3(6), e2490 (2008).

Steinke, D., Zemlak, T. S., Gavin, H. & Hebert, P. D. DNA barcoding of Pacific Canada’s fishes. Mar Biol 156, 2641–2647 (2009).

Nicolè, S. et al. DNA barcoding as a reliable method for the authentication of commercial seafood products. Food Technol Biotech 50, 387–398 (2012).

Handy, S. M. et al. A single laboratory validated method for the generation of DNA barcodes for the identification of fish for regulatory compliance. J AOAC Int 94, 201–210 (2011).

Baker, C. S., Lento, G. M., Cipriano, F. & Palumbi, S. R. Predicted decline of protected whales based on molecular genetic monitoring of Japanese and Korean markets. Proc R Soc Lond B 267, 1191–1199 (2000).

Shivji, M. et al. Genetic identification of pelagic shark body parts for conservation and trade monitoring. Conserv Biol 16, 1036–1047 (2002).

Dawnay, N., Ogden, R., McEwing, R., Carvalho, G. R. & Thorpe, R. S. Validation of the barcoding gene COI for use in forensic genetic species identification. Forensic Sci Int 173, 1–6 (2007).

Tanabe, S. et al. PCR method of detecting pork in foods for verifying allergen labeling and for identifying hidden pork ingredients in processed foods. Biosci Biotechnol Biochem 71, 1663–1667 (2007).

Chapela, M. J. et al. Comparison of DNA extraction methods from muscle of canned tuna for species identification. Food Control 18, 1211–5 (2007).

Shokralla, S., Singer, G. A. & Hajibabaei, M. Direct PCR amplification and sequencing of specimens’ DNA from preservative ethanol. Biotechniques 48, 233–234 (2010).

Shokralla, S. et al. Pyrosequencing for mini-barcoding of fresh and old museum specimens. PLOS One 6(7), e21252 (2011).

Civera, T. Species identification and safety of fish products. Vet Res Commun 27 Suppl 1, 481–489 (2003).

Rasmussen-Hellberg, R. S. et al. Interlaboratory evaluation of a real-time multiplex polymerase chain reaction method for identification of salmon and trout species in commercial products. J Agric Food Chem 59, 876–884 (2011).

Hajibabaei, M. et al. A minimalist barcode can identify a specimen whose DNA is degraded. Mol Ecol Notes 6, 959–964 (2006).

Meusnier, I. et al. A universal DNA mini-barcode for biodiversity analysis. BMC Genomics 9, 214 (2008).

Rasmussen, R. S., Morrissey, M. T. & Hebert, P. D. DNA barcoding of commercially important salmon and trout species (Oncorhynchus and Salmo) from North America. J Agric Food Chem 57, 8379–8385 (2009).

Ivanova, N., Zemlak, T. S., Hanner, R. H. & Hebert, P. D. Universal primer cocktails for fish DNA barcoding. Mol Ecol Notes 7,

544–548 (2007).

Hajibabaei, M. et al. Critical factors for assembling a high volume of DNA barcodes. Phil Trans R Soc B 360, 1959–1967 (2005).

Ratnasingham, S. & Hebert, P. D. BOLD: The Barcode of Life Data System (http://www.barcodinglife.org). Mol Ecol Notes 7, 355–364 (2007).

Edgar, R. C. Search and clustering orders of magnitude faster than BLAST. Bioinformatics 26, 2460–2461 (2010).

Tamura, K. et al. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol 28, 2731–2739 (2011).

Owczarzy, R. et al. IDT SciTools: a suite for analysis and design of nucleic acid oligomers. Nucleic Acids Res 36, W163–169 (2008).

Kimura, M. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitution through comparative studies of nucleotide sequences. J Mol Evol 16, 111–120 (1980).

Virgilio, M., Backeljau, T., Nevado, B. & De Meyer, M. Comparative performances of DNA barcoding across insect orders. BMC Bioinformatics 11, 206 (2010).

Nagy, Z. T., Sonet, G., Glaw, F. & Vences, M. First large-scale DNA barcoding assessment of reptiles in the biodiversity hotspot of Madagascar, based on newly designed COI primers. PLOS One 7(3), e34506 (2012).

Van Houdt, J. K., Breman, F. C., Virgilio, M. & De Meyer, M. Recovering full DNA barcodes from natural history collections of Tephritid fruitflies (Tephritidae, Diptera) using mini barcodes. Mol Ecol Resour 10, 459–465 (2010).

Gray, S. F. & Evans, R. Dose-response in an outbreak of non-bacterial food poisoning traced to a mixed seafood cocktail. Epidemiol Infect 110, 583–590 (1993).

Shokralla, S., Spall, J., Gibson, J. & Hajibabaei, M. Next-generation sequencing technologies for environmental DNA research. Mol Ecol 21, 1794–1805 (2012).

FDA 2013a. Requirements for specific standardized fish and shellfish:, canned tuna. Code of Federal Regulations, 21CFR161.190. Accessed on 12/01/2015. Available at (http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/cfrsearch.cfm?fr=161.190)

FDA 2013b. Regulatory Fish Encyclopedia: Seafood Species Substitution and Economic Fraud. Accessed on 12/01/2015. Available at: (http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/RFE/ucm071528.htm).

FDA 2013c. The Seafood List. Accessed on 12/01/2015. Available at: (http://www.fda.gov/Food/GuidanceRegulation/ GuidanceDocumentsRegulatoryInformation/Seafood/ucm113260.htm).

Espiñeira, M., Vieites, J. M. & Santaclara, F. J. Development of a genetic method for the identification of salmon, trout, and bream in seafood products by means of PCR-RFLP and FINS methodologies. Eur Food Res Technol 229, 785e793 (2009).

Lowenstein, J. H., Amato, G. & Kolokotronis, S. O. The real maccoyii: identifying tuna sushi with DNA barcodes–contrasting characteristic attributes and genetic distances. PLOS One 4(11), e7866 (2009).

Rasmussen, R. S. & Morrissey, M. T. DNA-based methods to identify fish and seafood substitution on the commercial market. Compr Rev Food Sci F 8, 118–154 (2009).

Nhờ Michael Kawalek và Khánh Vân tại Phòng thí nghiệm Khu vực Thái Bình Dương vùng Đông Nam của FDA đã giúp đỡ xử lý mẫu và Jonathan Deeds tại Trung tâm An toàn Thực phẩm và Dinh dưỡng Ứng dụng FDA đã giúp đọc bản thảo nghiên cứu này. Nghiên cứu này được tài trợ thông qua các khoản tài trợ của Chính phủ Canada thông qua Genome Canada và Viện Genomics Ontario (OGI-050) và bằng Trợ cấp Discovery từ Hội đồng Nghiên cứu Kỹ thuật và Khoa học tự nhiên Canada cho M.H.

S.S. và R.H. đã hình thành và bố trí các thí nghiệm. R.H. và S.H. thu thập tất cả các mẫu được kiểm tra. S.S. đã thiết kế các mồi vạch mini và thực hiện phân tích phân tử. S.S., R.H., S.H., I.K. và M.H. phân tích dữ liệu chuỗi và viết bản thảo.

Cách trích dẫn bài viết này: Shokralla, S. et al. A DNA Mini-Barcoding System for Authentication of Processed Fish Products. Sci. Rep. 5, 15894; doi: 10.1038/srep15894 (2015).

https://www.nature.com/articles/srep15894

Shadi Shokralla , Rosalee S. Hellberg, Sara M. Handy, Ian King và Mehdrad Hajibabaei