ỨNG DỤNG DNA BARCODE TRONG TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN

ỨNG DỤNG DNA BARCODE TRONG TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN I Giới thiệu DNA barcode 1 1 DNA barcode là gì I Giới thiệu DNA barcode 1 1 DNA barcode là gì Khái niệm mã vạch DNA được Paul Heber, nhà. ỨNG DỤNG DNA BARCODE TRONG TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN

ỨNG DỤNG DNA BARCODE TRONG TRUY XUẤT NGUỒN GỐC NÔNG SẢN I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Khái niệm mã vạch DNA Paul Heber, nhà nghiên cứu Đại học Guelph, Ontario đưa lần vào năm 2003, nhằm giúp nhận diện mẫu vật (Hebert, 2003) Mã vạch ADN trình tự nucleotide chuỗi ADN ngắn, có nguồn gốc tổ tiên (orthologous), có vùng bị thay đổi (rất ổn định – bảo thủ) có vùng dễ thay đổi q trình tiến hóa Dựa vào mức độ thay đổi trình tự ADN để đánh giá sai khác di truyền giữ sinh vật I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Mã vạch DNA sử dụng trình tự DNA ngắn nằm geneome sinh vật chuỗi ký tự giúp phân biệt hai lồi sinh vật với nhau, tương tự máy quét siêu thị đọc hai mã vạch hai sản phẩm mà nhìn bên ngồi chúng giống thực khác I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Như mã vạch DNA phương pháp định danh mà sử dụng đoạn DNA chuẩn ngắn nằm genome sinh vật nghiên cứu nhằm xác định sinh vật thuộc lồi I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Sau khoảng 10 năm nghiên cứu phát triển DNA barcode, đến nhà khoa học cơng bố nghìn cơng trình khoa học tạp chí khoa học chun ngành, với 3.483.696 trình tự mã vạch ADN 215.513 lồi sinh vật, động vật có 144.402 lồi, thực vật có 54.478 lồi, nấm dạng sinh vật khác có 16.633 lồi (theo tổ chức Hệ thống liệu mã vạch sống BOLD thống kê đến 1/11/2014 I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Từ sở liệu cho thấy, hướng nghiên cứu xây dựng sở liệu mã vạch ADN nhiều quốc gia, nhiều nhà khoa học giới quan tâm phát triển, đặc biệt năm gần xu nghiên cứu thời gian tới (Valentini, 2009, 2010; Maurizio, 2010) I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Mã vạch ADN xem cơng cụ mới, hỗ trợ có hiệu nghiên cứu phân loại, phát loài mới, giám định lồi mẫu có nguồn gốc từ sinh vật sống chết chí qua chế biến, mã vạch ADN có nhiều ứng dụng nghiên cữu thực tiễn (Nimis, 2010; Bruni, 2010; Bell, 2011; Hebert, 2003; Lahaye, 2008; Liu, 2010) I Giới thiệu DNA barcode 1.1 DNA barcode Có nhiều đoạn ADN đặc trưng sử dụng làm ADN mã vạch, đoạn ADN mã vạch đoạn ADN nằm trong: -Nhân (nuclear DNA - nDNA), như: 18S, 5,6S, 26S, 5S spacer vùng ITS; -Nằm ty thể (Mitochondrial DNA - mtDNA), như: Cytb vùng kiểm soát (control region); -Lục lạp (Chloroplast DNA - cpDNA), như: matK, rcbL, atpβ, ndnF, 16S 1.2 Các ứng dụng DNA barcode Những ứng dụng mã vạch DNA không nhận diện nhanh mẫu mà mở rộng nghiên cứu xếp theo nhóm bí ẩn, cịn mơ hồ loài phức tạp Trong hệ sinh thái, mã vạch DNA hữu ích việc tìm mối quan hệ mẫu chúng khơng giống hình thái Phân tích sinh thái học thực vật diễn mạnh mẽ để hiểu chế độ dinh dưỡng hướng di cư động vật.  2.2.2 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc loại thịt sữa Truy xuất nguồn gốc sữa Một cơng trình nghiên cứu bật Grass cộng sự, 2014 Viện Cơng nghệ Liên bang Thụy Sĩ Zurich Đóng gói đoạn DNA hạt silica vào nguyên liệu sữa trước sau chế biến thành sữa chua phô mát -> truy xuất lại đoạn DNA bổ sung sản phẩm -> xác định nguồn gốc 2.2.2 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc loại thịt sữa Nghiên cứu Syromyatnikov et al (2018), sử dụng mã vạch DNA để xác định thành phần vi sinh vật sữa -> kiểm soát chất lượng sữa Nghiên cứu Uncu et al (2020), sử dụng phương pháp phân tích mã vạch DNA để xác định pha trộn dầu thực vật sữa sản phẩm từ sữa, … -> Xác dịnh pha trộn tạp chất sữa 2.2.3 Ứng dụng DNA barcode công cụ truy xuất nguồn gốc q trình chế biến cơng nghiệp thực phẩm công nghiệp thực phẩm 2.2.3 Ứng dụng DNA barcode cơng cụ truy xuất nguồn gốc q trình chế biến công nghiệp thực phẩm Các nghiên cứu thực Mã vạch DNA sử dụng để xác định loại gia vị khác sau sấy khô cắt nhỏ công nghiệp (De Mattia et al., 2011) Đánh dấu mã vạch DNA sử dụng hiệu để xác định trà thương mại (Stoeckle cộng sự, 2011), loài trái sữa chua (Knight et al., 2007) dư lượng trái (ví dụ chuối) nước trái , nguyên chất, sôcôla, bánh quy, v.v (Sakai et al., 2010) 2.2.3 Ứng dụng DNA barcode công cụ truy xuất nguồn gốc q trình chế biến cơng nghiệp thực phẩm Nghiên cứu Shehata et al (2019) - Thử nghiệm 100 sản phẩm xúc xích "đơn lồi" thu thập từ thị trường bán lẻ Canada - Sử dụng mã vạch DNA PCR kỹ thuật số Kết nghiên cứu Shehata et al (2019) 2.2.4 Ứng dụng DNA barcode an toàn thực phẩm gian lận thương mại - Năm 2007, xảy trường hợp gian lận thực phẩm gluten lúa mì sử dụng thức ăn cho vật nuôi bị pha trộn với melamine, dẫn đến bệnh tật chết hàng ngàn vật nuôi Mỹ - Vụ bê bối sữa Trung Quốc năm 2008 cố lớn an toàn thực phẩm Sữa sữa bột trẻ em bị nhiễm melamine Nó ảnh hưởng đến khoảng 300.000 người, bao gồm trẻ sơ sinh… - Vụ bê bối thịt ngựa vào năm 2013 (DNA ngựa phát thịt bị burger đơng lạnh bày bán số siêu thị Ireland Anh) 2.2.4 Ứng dụng DNA barcode an toàn thực phẩm gian lận thương mại Các nghiên cứu gian lận thương mại số sản phẩm có giá trị -Nghiên cứu Ganopoulos et al (2013) mức độ tạp nhiễm dầu ô liu (Olea europaea): nghiên cứu sử dụng mã vạch DNA trnL đế phát pha trộng loại dầu rẽ tiền dầu lạc, dầu đậu nành, dầu hướng dương, Vào dầu ô liu để tăng lợi nhuận -Nghiên cứu Bruni et al (2014) phát gian lận dán nhãn sai cho mật ong, sử dụng mã vạch DNA vùng gen trnL vùng gen rbcL loài thực vật khác để xác định thành phần nguồn gốc loại mật ong (mật ong rừng mật ong ni) dấu vết lồi thực vật độc hại mật ong 2.2.4 Ứng dụng DNA barcode an toàn thực phẩm gian lận thương mại Nghiên cứu Ding et al (2020) -Xác định độ tạp nhiễm từ đậu phộng, đậu nành mẫu sữa óc chó thương mại bán thi trường Trung Quốc -Phân tích HRM dựa chuỗi mã vạch psbA-trnH từ loại hạt khác -Đã phát số mẫu sữa óc chó có lẫn tạp chất đậu phộng Kết nghiên cứu Ding et al (2020) Sample number End-point PCR   Real-time PCR   HRM analysis   psbA-trnH Ct values Melting temperature(°C) Detectionresult 1–3 + 16.92 ± 0.09 76.65 ± 0.0 walnut 95.24 ± 0.17 4–6 + 19.96 ± 0.07 76.62 ± 0.0 walnut 94.94 ± 0.01 7–9 + 16.69 ± 0.02 76.62 ± 0.0 walnut 99.18 ± 0.08 10–12 + 15.71 ± 0.09 76.55 ± 0.0 walnut 93.77 ± 0.07 13–15 + 16.99 ± 0.06 76.58 ± 0.0 walnut 96.77 ± 0.06 16–18 + 14.24 ± 0.08 76.55 ± 0.0 walnut 94.47 ± 0.27 19–21 + 11.05 ± 0.05 76.62 ± 0.0 walnut 97.57 ± 0.12 22–24 + 17.29 ± 0.18 76.55 ± 0.0 walnut 94.64 ± 0.10 25–27 + 23.14 ± 0.36 78.85 ± 0.0 peanut 96.49 ± 0.18 28–30 + 13.91 ± 0.07 76.65 ± 0.0 walnut 95.27 ± 0.10 Cluster Level of confidence(%) III Kết luận Sự đời barcode sống với việc xuất thư viện DNA toàn cầu cho sinh vật mở kỹ thuật giám định mới, đơn giản, nhanh chóng xác phương pháp sử mã vạch DNA (DNA barcoding) Phương pháp DNA barcoding tiếp cận tích hợp dùng để xác định truy xuất nguồn gốc, chất lượng tính xác thực sản phẩm thương mại hóa, để đảm bảo an toàn thực phẩm III Kết luận Nhờ áp dụng công nghệ mã vạch DNA để định danh số loài, Viện Khoa học sống xây dựng, chọn lọc bảo tồn thành công nguồn gene lồi q Vì vậy, cần đẩy mạnh tun truyền cần thiết DNA barcode truy xuất nguồn gốc nơng sản Nhà nước cũng cần tiếp tục có chế khuyến khích sở tạo dựng thương hiệu áp dụng DNA barcode để tăng cường công tác truy xuất nguồn gốc, bảo đảm chất lượng sản phẩm đảm bảo lợi ích người tiêu dùng Tài liệu tham khảo Aslan, O., Hamill, R M., Sweeney, T., Reardon, W., & Mullen, A M., 2009 Integrity of nuclear genomic deoxyribonucleic acid in cooked meat: Implications for food traceability Journal of Animal Science, 87: 57–61 Arslan, A., Ilhak, O I., & Caliciogiu, M., 2006 Effect of method of cooking on identifica-tion of heat processed beef using polymerase chain reaction (PCR) technique Meat Science, 72: 326–330 Bruni, I.; Galimberti, A.; Caridi, L.; Scaccabarozzi, D.; de Mattia, F.; Casiraghi, M.; Labra, M, 2014 A DNA barcoding approach to identify plant species in multiflower honey Food Chem, 170: 308–315 Cai, Y S., L.A Zhang, F.J Shen, W.P Zhang, R Hou and B.S Yue, 2011 DNA barcoding of 18 species of Bovidae Chinese Science Bulletin, 56: 164–168 Casiraghi, M., M Labra, E Ferri, A Galimberti and F De Mattia, 2010 DNA barcoding: A six-question tour to improve users' awareness about the method Briefings in Bioinformatics, 11: 440–453 De Mattia, F., I Bruni, A Galimberti, F Cattaneo, M Casiraghi and M Labra, 2011 A comparative study of different DNA barcoding markers for the identification of some members of Lamiacaea Food Research International, 44(3): 693-702 Ding, y., G Jiang, L Huang, C Chen, J Sun, C Zhu, 2020 DNA barcoding coupled with high-resolution melting analysis for nut species and walnut milk beverage authentication Journal of the Science of Food and Agriculture, 100(6): 2372-2379 Tài liệu tham khảo Francis, C M., A.V Borisenko, N.V Ivanova, J.L Eger, B.K Lim and A Guillén-Servent, 2010 The role of DNA barcodes in understanding and conservation of mammal diversity in Southeast Asia PLoS One, 5, e12575 Galimberti, A., F De Mattia, A Losa, I Bruni, S Federici, M Casiraghi, S Martellos, M Labra, 2013 DNA barcoding as a new tool for food traceability Food Research International ,50: 55–63 Ganopoulos, I.; Bazakos, C.; Madesis, P.; Kalaitzis, P.; Tsaftaris, A, 2013 Barcode DNA high-resolution melting (Bar-HMR) analysis as novel close-tubed and accurate tool for olive oil forensic use J Sci Food Agric, 93: 2281–2286 Grass, R., M.S Bloch, D Paunescu, P.R Stoessel, C.A Mora and W.J Stark, 2014 Labeling Milk along Its Production Chain with DNA Encapsulated in Silica American Chemical Society, 62(43): 10615–10620 Hà Văn Huân, Mã vạch ADN (DNA barcode): Nguyên lý ứng dụng Link: https://www.jellyfishdata.com.vn/tin-tuc/ma-vach-adn-dna-barcode-nguyen-ly-va-ung-dung.html, Truy cập ngày 13/06/2021 Hebert, P D N., M.Y Stoeckle, T.S Zemlak and C.M Francis, 2004 Identification of birds through DNA barcodes PLoS Biology, 2: 1657–1663 Hellberg, R S., & Morrisey, M T (2011) Advances in DNA-based techniques for the detec-tion of seafood species substitution on the commercial market Journal of Laboratory Automation, 16: 308–321 Hellberg, R.S., Hernandez, B.C., Hernandez, E.L., 2017 Identification of meat and poultry species in food products using DNA barcoding Food Control, 80: 23–28 Knight, A., Ortola-Vidal, A., Schnerr, H., Rojmyr, M., & Lysholm, F., 2007 Quantitative identification of plant genera in food products using PCR and Pyrosequencing reg technology Food Control, 18: 921–927 Tài liệu tham khảo Luo, A R., A.B Zhang, S.Y.W Ho, W.J Xu, Y.Z Zhang and W.F Shi, 2011 Potential efficacy of mitochondrial genes for animal DNA barcoding: a case study using euthe-rian mammals BMC Genomics, 12, 84 Luu Thị Thu, 2019 Nghiên cứu xác định đoạn DNA barcode cho Loài Keo Lai (Acacia auriculiformis mangium, Acacia hybrid) phục vụ giám định loài Luận văn đại học Đại học lâm nghiệp Hà Nội Mane, B G., Mendiratta, S K., & Tiwari, A K., 2009 Polymerase chain reaction assay for identification of chicken in meat and meat products Food Chemistry, 116: 806–810 Nguyen Dang, 2017 Tách chiết DNA Link: https://www.sinhhocphantu.org/2017/12/tach-chiet-dna.html, Truy cập ngày 13/06/2021 Nguyễn Như Hoa, 2017 Xây dựng hệ thống mã vạch DNA (DNA barcode) để nhận diện phân tử số loài Đăng lan (Dendrobium spp.) khu vực Tp Hồ Chí Minh Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp sở Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh Hồ Chí Minh Sakai, Y., Ishihata, K., Nakano, S., Yamada, T., Yano, T., Uchida, K., et al., 2010 Specific detection of banana residue in processed foods using polymerase chain reaction Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58: 8145–8151 Shehata, H.R., A.M Naaum, S Chen, T Murphy, J Li, K Shannon, D Awmack, A Locas and R.H Hannera, 2019 Re-visiting the occurrence of undeclared species in sausage products sold in T Canada Food Research International, 122: 593–598 Stoeckle, M Y., Gamble, C C., Kirpekar, R., Yung, G., Ahmed, S., & Little, D P., 2011 Commercial teas highlight plant DNA barcode identification successes and obsta-cles Nature Scientific Reports, 1, 42 Syromyatnikov, M., A.V Kokina, O.V Savinkova, A.V Panevina, 2018 Study of the microbiological composition of dairy products and mayonnaise using dna barcoding and metabarcoding Foods and Raw Materials, 6(1):144-153 Uncu, A.O and A.T Uncu, 2020 A barcode-DNA Analysis Method for the Identification of Plant Oil Adulteration in Milk and Dairy Products Food Chemistry, 326:126986 Zhang, W., Y Sun, J Liu, C Xu, X Zou, X Chen, Y Liu, P Wu, X Yang and S Zhou, 2021 DNA barcoding of Oryza: conventional, specific, and super barcodes Plant Mol Biol, 105(3):215-228 Cảm ơn cô bạn theo dõi ... 2.2.2 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc loại thịt sữa loại thịt sữa 2.2.2 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc loại thịt sữa Một số nghiên cứu tiến hành để truy xuất nguồn gốc loại... khoảng cách di truy? ??n xây dựng phát sinh loài 2.2 Một số ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc nông sản thực Phần dành cho đơn vị 2.2.1 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc loại ngủ cốc... đoạn DNA hạt silica vào nguyên liệu sữa trước sau chế biến thành sữa chua phô mát -> truy xuất lại đoạn DNA bổ sung sản phẩm -> xác định nguồn gốc 2.2.2 Ứng dụng DNA barcode truy xuất nguồn gốc