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利用环介导等温扩增技术快速、可视化鉴别大青褶伞的方法

时间:2021-05-21

 

N Wang, Zhao Z , Gao J , et al. Rapid and Visual Identification of Chlorophyllum molybdites With Loop-Mediated Isothermal Amplification Method[J]. Frontiers in Microbiology, 2021, 12:638315.

 

       蘑菇作为一种较大的真菌在全球范围内分布广泛,具有很高的营养价值和药用功效。据统计,目前世界上有超过14,000种蘑菇,而在我国已知有3,800种,其中约有480种是有毒蘑菇。不少有毒蘑菇具有与可食蘑菇相似的形态特征,难以用肉眼分辨。在我国每年有许多食物中毒事件是由误食有毒蘑菇引起的。其中,大青褶伞(Chlorophyllum molybdites)是一种易被误食的有毒蘑菇之一。大青褶伞在我国不同地区一年四季均有分布,是离人群最近的毒蘑菇种类。仅2019年我国就发生了55起因误食大青褶伞而引起的蘑菇中毒事件,涉及至少133名患者。


       蘑菇中毒已成为我国亟需解决的食品安全问题之一。对于不同种类的有毒蘑菇,它们含有多种毒素,可导致不同的中毒症状。摄入大青褶伞主要导致严重的胃肠不适,可持续1-6小时。如果无法得到及时治疗,将造成多器官功能的衰竭甚至危及生命。当蘑菇中毒事件发生时,需要有效,简单且快速的检测方法以进行准确的临床治疗或法医分析。在由有毒蘑菇引起的食物中毒事件中,蘑菇样品经煮熟和消化后会失去其原始形态特征,因此无法通过形态学方法对其完成鉴定。目前已开发多种蘑菇物种鉴定技术,其中基于DNA的分子生物学技术是使用最广泛的方法。作为生物遗传物质的基础,核酸不受年龄,季节,发育阶段和环境因素的影响,且具有很高的热稳定性,不受加工方式的干扰。随着PCR技术的发展已衍生了多种检测方法,如实时荧光PCR、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)和DNA条形码技术等。但是这些方法需要依赖昂贵的仪器设备并相对耗费时间,无法应用于现场快速检测中。建立简单、有效、准确、灵敏的蘑菇菌种鉴定方法有助于中毒发生初期的及时对症治疗。


       近年来,等温扩增方法已广泛应用于病原真菌的物种鉴定。其中,LAMP技术的应用最为广泛,已受到越来越多的关注。LAMP反应可在恒定温度(60–65℃)下进行,一小时内指数型扩增(109-1010倍)目的基因,反应结果可直接通过肉眼在日光下观察颜色变化得出。经过十余年的发展,LAMP已广泛用于致病微生物快速检测、临床疾病诊断和食品卫生检查等领域。在蘑菇菌种鉴定方面,目前没有针对大青褶伞物种鉴定的方法发表。


       本研究首次将LMAP技术引入大青褶伞的物种检测中,建立了以内转录间隔区(ITS)为靶标的LAMP可视化检测方法。首先设计了大青褶伞LAMP特异性引物组,分析其特异性和灵敏度;考虑到方法的适用性,同时模拟了对经加工和人体消化后蘑菇产物的检测。本发明建立的大青褶伞LAMP检测方法对于蘑菇中毒的预防、快速检测中毒事件中的有毒蘑菇、以及中毒后的针对性治疗和诊断具有重要意义。

 

                                                         图1 大青褶伞LAMP引物特异性分析

 

注:1:大青褶伞(Chlorophyllum molybdites);2:近裸裸脚伞(Gymnopus subnudus);3:黏盖乳牛肝菌(Suillus bovinus);4:栎裸菇(Gymnopus dryophilus);5:红褐斑褶菇(Panaeolus subbalteatus);6:红盖白环菇(Leucoagaricus rubrotinctus);7:长柄大环柄菇(Macrolepiota dolichaula);8:白色假根杯伞(Rhizocybe alba);9:橙黄蜡蘑(Laccaria aurantia);10:灰褶鹅膏(Amanita griseofolia);11:近短柄乳菇(Lactarius subbrevipes);12:蓝黄红菇多变变种(Russula variata);13:点柄黄红菇(Russula senecis);14:红黄鹅膏菌(Amanita hemibapha);15:丽江牛肝菌(Boletus kauffmanii);16:新苦粉孢牛肝菌(Tylopilus neofelleus);17:脱皮马勃(Lasiosphaera fenzlii);18:玫瑰红菇(Lasiosphaera fenzlii);19:Butyriboletus yicibus;20:细裂皮红菇(Russula velenovskyi);21:蓝肉齿菌(Hydnellum caeruleum);22:皂味口蘑(Tricholoma saponaceum);23:混杂丝盖伞(Inocybe mixtilis);24:环纹亚齿菌(Hydnellum concrescens);25:角鳞灰鹅膏菌(Amanita spissacea);26:鳞盖口蘑(Tricholoma imbricatum);27:杏鲍菇(Pleurotus eryngii);28:金针菇(Flammulina filiformis);29:香菇(Flammulina filiformis);30:海鲜菇(Hypsizygus marmoreus);31:Tricholoma olivaceoluteolum;32:Amanita citrinoannulata;33:黄斑绿菇(Russula crustose);34:大毒粘滑菇(Russula crustose);35:小豹斑鹅膏菌(Amanita parvipantherina);36:淡褐口蘑(Tricholoma albobrunneum);37:疣托鹅膏菌(Amanita verrucosivolva);38:松口蘑(Tricholoma matsutake);39:暗盖淡鳞鹅膏菌(Amanita sepiacea);40:环鳞鹅膏菌(Amanita concentrica);41:侧耳(Pleurotus ostreatus);42:裂丝盖伞(inocybe rimosa);43:假灰托鹅膏菌(Amanita pseudovaginata);44:血红菇(Russula sanguinea);0:ddH2O

 

                                                      图2 大青褶伞LAMP引物灵敏度分析

 

注:1:50 ng/μL;2:5 ng/μL;3:0.5 ng/μL;4:0.05 ng/μL;5:5 pg/μL;6:0.5 pg/μL;7:0.05 pg/μL;8:5 fg/μL;9:0.5 fg/μL;10:0.05 fg/μL;0:ddH2O

 

(A)

 

 

(B)

                                           图3 大青褶伞LAMP方法适用性分析

                       注:(A)水煮大青褶伞样品;(B)水煮后消化的大青褶伞样品

1:大青褶伞;2:50%大青褶伞+50%杏鲍菇;3:10%大青褶伞+90%杏鲍菇;4:1%大青褶伞+99%杏鲍菇;0:ddH2O