是“鼠”是“鸭”？"DNA鉴定"揭开神秘面纱

2023.08.11 责任编辑：陈醒 阅读量：681

7月18日，“广东某学校食堂的饭菜中出现了疑似橡胶制品异物”引起热议，经过校方调查，最终得出结论该异物为鸭子眼球膜。继上次沸沸扬扬的的“鼠头鸭脖”的事件后，这已是今年以来第二例高校食堂异物事件。当被鉴定物的形态学特征不复存在的时候，可以通过被鉴定物的遗传物质（动物就是DNA）进行物种鉴定。
使用DNA进行物种鉴定的两种方法
方法一：基于宏基因组高通量测序结果进行DNA鉴定
高通量测序（High-Throughput Sequencing）又名下一代测序，具有通量高、非靶向和定量分析等优势，其经过将待测的目标 DNA 片段化、加接头，制备测序文库，通过对文库中 DNA 片段进行大规模平行测序，检测对应的信号，最终获取序列信息[1]。在物种鉴定过程中，先将待测检测进行DNA抽提，然后进行全基因组的高通量测序，最后将测序结果放在权威数据中进行比对，判定物种来源[2]。
取不同来源的4个样本进行高通量测序，4个样本信息和编号为：
M1：放置一段时间的老鼠头部组织来源：
样本 (2).jpg 76.8 KB

P1：啤酒鸭的鸭脖
样本鸭脖.jpg 10.4 KB

M2：清水煮熟后的老鼠肉来源
样本老鼠.jpg 447.3 KB

P2：市场买的卤鸭脖
样本.jpg 22.7 KB
使用业界优秀的DNA序列分析软件结果如下：
分析一，将测序结果跟权威参考基因组序列
（Pekin duck  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/taxonomy/tree/?taxon=8839 ；
Homo sapiens  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/taxonomy/tree/?taxon=9606；
Mouse Mus musculus https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/taxonomy/tree/?taxon=10090）
进行比对（使用bwa软件）：
模拟信息图.jpg 31.9 KB
分析结果：
M1（鼠）和M2(鼠)的DNA序列和鼠（Mouse Mus musculus）的参考基因组高度同源，相似度为分别为98.35%和97.46%；
P1（鸭）和P2(鸭)的DNA序列和鸭（Pekin duck）的参考基因组高度同源，相似度分别为的87.01%和86.01%。
在基因层面，判定M1和M2为鼠源性组织的概率远高于人源和鸭源；而P1和P2判定为鸭源组织的概率远高于人源和鼠源。
分析二，将测序结果跟权威数据库（nt:ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/FASTA/nt.gz）进行比对（使用blast和krona软件）：
1691548000134.jpg 95.0 KB

分析结果：
M1（鼠）和M2(鼠)的DNA序列和鼠（Mouse Mus musculus）的参考基因组高度同源，相似度为分别为76%和96%的；
P1（鸭）和P2(鸭)的DNA序列和鸭（Pekin duck）的参考基因组高度同源，相似度分别为的78%和89%。
在基因层面，判定M1和M2为鼠源性组织的概率远高于人源和鸭源；而P1和P2判定为鸭源组织的概率远高于人源和鼠源。
方法二：DNA条形码测序
DNA条形码（DNA barcode）是利用标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段自身在物种种内的特异性和种间的多样性而创建的一种新的生物身份识别系统，它可以对物种进行快速的自动鉴定[3]。
简单地来说，DNA条形码技术就是使用一个或一些短的DNA基因片段作为条形码，通过对未知样本的DNA条形码进行测序，实现物种快速和准确识别过程[4]。一般来说，线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ基因(COI, cytochrome c oxidase I) 是动物界理想的DNA条形码，其5'末端约650 bp的一段序列已广泛应用于鱼类、鸟类和昆虫等动物物种的快速鉴定[5]。
将样本M2和P2进行COI基因的特异性扩增和测序，DNA序列结果如下：
样本M2（清水煮熟后的老鼠肉）的COI序列：
>1S-S20230621-S_M13F_TSS20230625-027-08251_G06
TTGACTTGGTAGCCTACTATCTACTATTCTAGAGCCTGAGCGGGAATAGTGGGTACTGCACTAAGTATTTTAATTCGAGCAGAATTAGGTCAACCAGGTGCACTTTTAGGAGAT
GACCAAATTTACAATGTTATCGTAACTGCCCATGCTTTTGTTATAATTTTCTTCATAGTAATACCAATAATAATTGGAGGCTTTGGAAACTGACTTGTCCCACTAATAATCGGA
GCCCCAGATATAGCATTCCCACGAATAAATAATATAAGTTTTTGACTCCTACCACCATCATTTCTCCTTCTCCTAGCATCATCAATAGTAGAAGCAGGAGCAGGAACAGGATGA
ACAGTCTACCCACCTCTAGCCGGAAATCTAGCCCATGCAGGAGCATCAGTAGACCTAACAATTTTCTCCCTTCATTTAGCTGGAGTGTCATCTATTTTAGGTGCAATTAATTTT
ATTACCACTATTATCAACATGAAACCCCCAGCCATAACACAGTATCAAACTCCACTATTTGTCTGATCCGTACTTATTACAGCCGTACTGCTCCTATTATCACTACCAGTGCTA
GCCGCAGGCATTACTATACTACTAACAGACCGCAACCTAAACACAACTTTCTTTGATCCCGCTGGAGGAGGGGACCCAATTCTCTACCAGCATCTGTTCTGATTCTTTGGCACC
CAGAAGCAGAGAGGGGTG
样本P2（市场买的卤鸭脖）的COI序列：
>1S-Y20230621-Y_M13F_TSS20230625-027-08251_H06
GGGACTTGGTACTCTATACCTTATCTTCGGGGCATGAGCCGGAATAATTGGCACAGCACTCAGCCTACTGATCCGGGCAGAACTAGGCCAGCCAGGGACCCTCCTGGGCGACG
ACCAAATTTATAACGTGATCGTCACCGCTCACGCCTTCGTAATAATCTTCTTCATGGTAATGCCCATCATAATTGGAGGGTTCGGCAACTGATTGGTCCCCCTGATAATCGGT
GCCCCCGACATAGCATTCCCACGAATAAACAACATAAGCTTCTGACTCCTCCCACCATCATTCCTCCTTCTACTCGCCTCATCCACTGTAGAAGCTGGCGCTGGTACGGGTTG
AACCGTATACCCACCTCTAGCAGGCAACCTAGCCCACGCCGGAGCCTCAGTGGACCTGGCTATCTTCTCACTTCACCTGGCTGGTGTCTCCTCCATCCTCGGAGCCATTAACT
TCATTACCACAGCCATCAACATAAAACCCCCCGCACTCTCACAATACCAAACCCCACTTTTCGTCTGATCAGTCCTAATTACCGCCATCCTGCTCCTCCTATCACTCCCCGTC
CTCGCCGCCGGCATCACAATGCTACTAACCGACCGAAACCTAAACACCACATTCTTTGATCCTGCCGGAGGGGGAGACCCAATCCTGTACCAACACCTATTTTGATTCTTTGG
CCACCCAGAAGTCTAGCTAGAGGGGTTTTTCC
将M2和P2的COI基因的特异性扩增和测序结果放入boldsystems比对(http://v3.boldsystems.org/)，比对结果如下：
5.png 354.6 KB

分析结果表明：M2（G06，鼠）比对结果为Mus(鼠)，P2（H06，鸭）比对结果为Anas（鸭）。

参考文献：
[1] Levy, S. E., & Boone, B. E. (2019). Next-Generation Sequencing Strategies. Cold Spring Harbor perspectives in medicine, 9(7), a025791. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a025791
[2] Lan, T. M., Lin, Y., Njaramba-Ngatia, J., Guo, X. S., Li, R. G., Li, H. M., Kumar-Sahu, S., Wang, X., Yang, X. J., Guo, H. B., Xu, W. H., Kristiansen, K., Liu, H., & Xu, Y. C. (2019). Improving Species Identification of Ancient Mammals Based on Next-Generation Sequencing Data. Genes, 10(7), 509. https://doi.org/10.3390/genes10070509
[3] Antil, S., Abraham, J. S., Sripoorna, S., Maurya, S., Dagar, J., Makhija, S., Bhagat, P., Gupta, R., Sood, U., Lal, R., & Toteja, R. (2023). DNA barcoding, an effective tool for species identification: a review. Molecular biology reports, 50(1), 761–775. https://doi.org/10.1007/s11033-022-08015-7
[4] Hooykaas, M. J. D., Schilthuizen, M., Albers, C. J., & Smeets, I. (2022). Species identification skills predict in-depth knowledge about species. PloS one, 17(4), e0266972. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0266972
[5] Tavares, E. S., Gonçalves, P., Miyaki, C. Y., & Baker, A. J. (2011). DNA barcode detects high genetic structure within neotropical bird species. PloS one, 6(12), e28543. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0028543






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根据孟德尔遗传定律（亲子鉴定的理论基础），孩子身上的遗传物质一半来自于生物学父亲（简称“生父”），一半来自于生物学母亲（简称“生母”），每个基因座上的两个等位基因也分别来自生父和生母。DNA亲子鉴定就是根据科学技术将子女的DNA信息与父亲、母亲的DNA信息相比对，如果符合即是亲生关系，不符则非亲生。

蓝沙生物依托自主研发的多项国家专利技术，向广大社会公众提供准确、可靠的亲子关系鉴定服务。蓝沙实验室采用高通量测序技术，并配备市面先进检测设备；为确保结果的准确性，实施了包含样本质检、生产质检、报告质检三层质检流程，结合生物信息分析与计算机数据分析技术，对检测过程进行严格的质量监控和比对，确保每一位客户都能得到精确可靠的鉴定结果。