تشخیص هم‌زمان باکتری‌های بیماری‌زای لیستریا منوسایتوژنز، اشرشیا کلی O157:H7 و جنس سالمونلابه روش multiplex PCR در سبزیجات آماده مصرف

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 9، دوره 13، شماره 1 - شماره پیاپی 43، فروردین و اردیبهشت 1396، صفحه 105-116   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1395i0.47729

نویسندگان

صفیه رجب زاده شاندیز^* ؛ معصومه بحرینی؛ میرزا محمد رضا شریف مقدم

گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

آلودگیهای باکتریایی مواد غذایی یکی از مهمترین مسائل در زمینه ایمنی مواد غذایی میباشد.لذا استفاده از روشهای تشخیصی سریع و دقیق حائز اهمیت است. یکی از مهم ترین این روشها، تکنیک مولکولی PCR است که امکان تشخیص دقیق و با حساسیت بالا در مدت زمان کم، از مزایای آن است. اما در صورتیکه تشخیص چندین باکتری بیماریزا مد نظر باشد،multiplex PCR (mPCR)بهترین گزینه خواهد بود. در این تحقیق از سه باکتریلیستریا منوسایتوژنز، اشرشیا کلی O157:H7و جنس سالمونلا (سالمونلا انتریکا سرووار تیفی موریوم) که از باکتریهای بیماریزای مهم منتقل شده از طریق آب و مواد غذایی هستند استفاده شد و به کاهو، که نمونه ای از سبزیجات پر مصرف در تهیه سالاد های آماده است، تلقیح و با روش mPCR بطور همزمان شناسایی شدند. بدین منظور مخلوطی از پرایمر های اختصاصی مربوط به باکتریها یعنی، invA( پروتئین تهاجمیA)برای جنس سالمونلا با 284 جفت باز، prfA(پروتئین افزایش دهنده نسخه برداری از ژنهای عامل ویرولانس) برای لیستریا منوسایتوژنزبا 217 جفت باز وrfb (ژن مسئول تولید آنتی ژنO157) برایاشرشیا کلی O157:H7با 420 جفت باز،به همراه DNAاستخراج شده از مخلوط سه باکتری تلقیح شده به کاهو و سایر معرف های واکنشPCR به یک لوله واکنش، منتقل و همزمانPCRشدند. با این روش، امکان تشخیص همزمان سه باکتری بیماریزای فوق با حساسیت cfu/g1امکان پذیر شد.

کلیدواژه‌ها

باکتریهای بیماریزا؛ سبزیجات آماده مصرف PCR؛ تک Multiplex PCR

مراجع

بحرینی م، حبیبی نجفی م ب، باسامی م ر، عباس زادگان م، بهرامی ا، اجتهادی ح، 1390، ارزیابی بار میکروبی سبزیجات تازه طی مراحل فرآوری با روش حداقل فرایند در یک واحد بسته بندی، نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران، (3)7، 242-235.

فرامرزی ط، جنیدی ا، دهقانی س. 1391، بررسی آلودگی باکتریایی مواد غذایی در سطح عرضه مناطق غرب تهران. مجله دانشگاه علوم پزشکی فسا، سال دوم، شماره 1.

Alarcon, B., Garcia-Canas, V., Cifuentes, A., Gonzalez, R.and Aznar R., 2004, Simultaneous and sensitive detection of three-foodborne pathogen by multiplex PCR, capillary gel electrophoresis, and laser-induced fluorescence. Journal of Agriculture and Food Chemistery, 52, 7180-7186.

AOAC (Association of Official Agricultural Chemists).2012 INTERNATIONAL Methods Committee Guidelines for Validation of Microbiological Methods for Food and Environmental Surfaces

Armstrong, G.L., Hollingsworth, J. and Morris, J.G., 1996, Emerging foodborne pathogens: Escherichia coliO157:H7 as a model of entry of a new pathogeninto the food supply of the developed world, Epidemiology Review, 18, 29–51.

Bahreini, M., Habibi Najafi, M. B., Bassami, M. R. Yavarmanesh, M., 2014, Optimization of extraction and concentration methods of enteric viruses from the surface of ready to eat vegetables using MS2 coliphage as a model. Journal of food science and technology, 11(43), 1-10.

Bertrand, R. and Roig, B., 2007, Evaluation of enrichment-free PCR-baseddetection on the rfbE gene of Escherichia coliO157—application to municipal wastewater, Water Research, 41, 1280–1286.

Beuchat, L.R., 1996, Pathogenic microorganisms associated with freshproduce, Journal of Food Protection, 59, 204–216.

Bhagwat, A.A., 2004, Rapid detection of Salmonella from vegetable rinse-water using real-time PCR, Journal of Food Microbiology, 21, 73–78.

Bidawid, S., Farber, J.M. and Sattar, S.A., 2000, Rapid concentration and detection of hepatitis A virus from lettuce and strawberries, Journal of Virological Methods, 88, 175-185.

Butot, S., Putallaz, T. and Sanchez, G., 2007, Procedure for rapid concentration and detection of enteric viruses from berries and vegetables, Applied and Environmental Microbiology, 73(1): 186-192.

CDC (Center for Disease Control), 2011, Investigation Update: Multistate Outbreak ofE. coliO157:H7 Infections Associated with In-shell Hazelnuts [Online]. Available athttp://www.cdc.gov/ecoli/hazelnuts0157/.

CDC (Center for Disease Control), 2012a. Cholera and OtherVibrioIllness Surveillance System [Online]. Available at http://www.cdc.gov/nationalsurveillance/cholera_vibrio_surveillance.html.

CDC (Center for Disease Control), 2012b, Multistate Outbreak of HumanSalmonella MontevideoInfections Linked toLive Poultry [Online], Available athttp://www.cdc.gov/salmonella/montevideo-06-12

Chen, J., Tang, J., Liu, J., Cai, Z. and Bai, X., 2012, Development and evaluation of a multiplex PCR for simultaneous detection of five foodborne pathogens. Journal of Applied Microbiology, 112, 823–830.

Chung, MS., Kim, CM, Ha, SD., 2010. Detection and enumeration of microorganisms in ready-to-eat foods, ready-to-cook foods and fresh-cut produce in Korea. Journal of Food Safety; 30:480–489.

Dubois, E., Hennechart, C., Deboosere, N., Merle, G., Legeay, O., Burger C., et al., 2006, Intra-laboratory validation of a concentration method adapted for the enumeration of infectious F-specific RNA coliphage, entrovirus and hepatitis A virus from inoculated leaves of salad vegetables, International Journal of Food Microbiology, 108: 164-171.

EFSA (European Food Safety Authority), 2012. The European Union Summary Report. Trends and Sources of Zoonosesand Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2010.European Food SafetyAuthority (442)

Fagerlund, A., Ween, A., Lund, T., Hardy, S.P. and Granum, P.E., 2004, Geneticand functional analysis of the cytK family of genes in Bacillus cereus, Microbiology, 150, 2689–2697.

Germini, A., Masola, A., Carnevali, P. and Marhelli, R., 2009, Simultaneous detection of Escherichia coliO175:H7, Salmonella spp. and Listeria monocytogenes by multiplex PCR, Food Control, 20(8), 733-738.

Guan ZP, Jiang Y, Gao F, Zhang L, Zhou GH. AndGuan ZJ, 2013. Rapid and simultaneous analysis of five foodborne pathogenic bacteria using multiplex PCR,European Food Research and Technology, 237: 627-637.

Herikstad, H., Motarjemi, Y. and Tauxe, R.V., 2002. Salmonella surveillance: a Global survey of public health serotyping. Epidemiology Infection, 129, 1–8.

ISO 11290-2:1998, Microbiology of food and animal feeding stuffs – Horizontal method for the detection and enumeration of Listeria monocytogenes– Part 2: Enumeration method.

ISO 16654:2002, Microbiology of food and animal feeding stuffs – Horizontal method for the detection and enumeration of Escherichia coliO157:H7.

ISO 6579:2002, Microbiology of food and animal feeding stuffs – Horizontal method for the detection of Salmonella spp.

Jasson, V., Jacxsens, L., Luning, P., Rajkovic, A. and Uyttendaele, M., 2010, Alternative microbial methods: An overview and selection criteria, Food Microbiology, 27, 710–730.

Jaykus, L.A., 2003, Challenges to developing real-time methods todetect pathogens in foods, ASM News, 69, 341–347.

Jiang, H., Dong, H., Zhang, G., Yu, B., Chapman, L. R. and Fields, M. W., 2006, Microbial Diversity in Water and Sediment of Lake Chaka, an Athalass ohaline Lake in North western China. Applied and Environmental Microbiology, 72 (6): 3832–3845.

Join-Lambert, O.F., Ezine, S., Le Monnier, A., Jaubert, F., Okabe, M., Berche,P. and Kayal, S., 2005, Listeria monocytogenes-infected bone marrow myeloidcells promote bacterial invasion of the central nervous system, Cell.Microbiology, 7, 167–180.

Kagkli, D.M., Weber, T.P., Van den Bulcke, M., Folloni, S., Tozzoli, R., Morabito, S., Ermolli, M., Gribaldo, L. and Van den Eede, G., 2011, Application of the modular approach to an in-house validation study of real-time PCR methods for the detectionand serogroup determination of verocytotoxigenicEscherichia coli, Applied and Environmental Microbiology, 77, 6954–6963.

Karmali, M.A., 1989, Infection by verocytotoxin-producing Escherichia coli. Clinical Microbiology Review, 2, 15–38.

Kawasaki, S., Horikoshi, N., Okada, Y., Takeshita, K., Sameshima, T. and Kawamoto, S., 2005,Multiplex PCR for simultaneous detection ofSalmonellaspp., Listeria monocytogenesandEscherichia coliO157:H7 in meat samples, Journal of Food Protection, 68, 551–556.

KimJ., Demeke, T., Clear, R.M.and Patrick, S.K., 2006, Simultaneous detection by PCR of Escherichia coli, Listeria monocytogenes and Salmonella typhimurium in artificially inoculated wheat grain. International Journal of Food Microbiology, 111(1), 21-25.

Kim J, Kim SH, Kwon NH, Bae WK, Lim JY, Koo HC, Kim JM, Noh KM, Jung WK, Park KT, Park YH.2005, Isolation and identification of Escherichia coli O157:H7 using different detection methods and molecular determination by multiplex PCR and RAPD.Journal of veterinary science.;6(1):7-19.

Lee, N., Kwon, K.Y., Oh, S.K., Chang, H.J., Chun, S.H. and Choi, S.W., 2014, A multiplex PCR assay for simultaneous detection of Escherichia coliO157:H7, Bacillus cereus, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella spp., Listeria monocytogenes, and Staphylococcus aureus in Korean ready-to-eat food, Foodborne Pathogens and Disease, 11(7), 27, 2014

Liu, B., Zhou, X., Zhang, L., Liu, W., Dan, X., Shi, C., et al., 2012, Development of a novel multiplex PCR assay for the identification of Salmonella enterica typhimurium and Enteritidis... Food Control, 27, 87-93.

Maurer, F., Tierney. And Robert L. 1999. An AU-rich sequence in the 3′-UTR of plasminogen activator inhibitor type 2 (PAI-2) mRNA promotesPAI-2 mRNA decay and provides a binding site for nuclear HuR. Nucleic Acids Research, 1999, Vol. 27, No. 7

Mukhopadhyay, A., Utpal, K. and Mukhopadhyay, N., 2008, Multiplex PCR approaches for the simultaneous detection of human pathogens: Escherichia coli0157:H7 and Listeria monocytogenes. Journal of Microbiological Methods, 68, 193-200.

Mutsumi, A., Xin, L., Takaaki, S.h., Takashi, U., Kazuaki, M., Yumi, H., Masatake, A., 2014. Vegetable Surface Sterilization System Using UVA Light-Emitting Diodes.The Journal of Medical Investigation Vol. 61, 285-290

Park, Y.S., Lee, S.R., and Kim, Y.G., 2006, Detection of Escherichia coli O157:H7, Salmonella spp., Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes in Kimchi by multiplex polymerase chain reaction (mPCR). The Journal of Microbiology, 44(1): 92-97.

Rahn, K., S. A. De Grandis, R. C. Clarke, S. A. McEwen, J. E. Galan, C. Ginocchio, R.Curtiss, III, and C. L. Gyles. 1992. Amplification of an invAgene sequence of Salmonellatyphimuriumby polymerase chain reaction as a specific method of detection of Salmonella, Molecular Cell Probes, 6, 271-279.

Rawool DB., Malik S.V.S., Shakuntala I., Sahare A.M. and Barbuddhe S.B., 2007, Detection of multiple virulence associated genes in Listeria monocytogenes isolated from bovine mastitis cases. Journal of Food Microbiology, 113, 201–207.

Ryu, J., Park, S.H., Yeom, Y.S., Shrivastav, A., Lee, S.H., Kim, Y.R., et al., 2013, Simultaneous detection of Listeria species isolated from meat processed foods using multiplex PCR, Food Control, 32(2), 659–664.

Thapa, S.P., Han,R., Cho, J.M. and Hur, J.H., 2013, Multiplex PCR and DNA array for the detection of Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coliO157:H7, and Salmonella spp. Targeting virulence-related genes. Annuals of Microbiology, 63(2): 725-731.

Toze, S., 2006. Reuse of effluentwater-benefits and risks. Agriculture WaterManagement, 80, 147-159.

Wang, H., Zhang, C.and Xing, D., 2011, Simultaneous detection of Salmonella enterica, Escherichia coli O157:H7and Listeria monocytogenes using oscillatory flow multiplex PCR, Microchimica Acta, 173, 503- 512.