大揭秘!“序列检测”能否成为智能识别的万能钥匙?

原创
来源:吴文卿
2025-07-29 10:20:57
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核心提示:本文简要概述了基于序列的方法优缺点,主要涉及基因扩增子测序的分类学分辨率有限、扭曲定量关系的PCR偏差、死细胞和活细胞缺乏分化以及宏基因组组装箱的完整性和污染。还提供了智能微生物检测创新方法的视角,即:整合基于序列的方法和(高通量)基于培养的方法,将富集培养与纳米孔测序和活碱基调用相结合进行快速检测,使用当前的生态概念和最新的生物信息学工具来识别细菌菌株,并采用宏基因组学序列的混合组装。

研究背景:

基于序列的方法是一种快速、高通量的方法,用于表征食品和食品加工设施中的微生物群落。过去几年,这种方法已被广泛用于微生物群落的表征或特定微生物的检测。它们已经部分取代了基于文化的方法,但它们的局限性经常被忽视。

研究结果

该篇文章主要介绍的是测序技术在食品微生物研究中的应用,包括16S rRNA基因测序、宏基因组测序、全基因组测序(WGS)和宏转录组测序等。这些技术提高了微生物群落组成的分析效率,部分替代了传统培养法。其次文章还强调了PCRqPCRWGS等分子技术在快速、精准检测食源性病原体方面的重要性,尤其在食品安全的全球供应链中。尽管如此,基于培养的方法仍是微生物检测的“金标准”,因为它符合科赫法则,能够确认病原体的致病性。这两种方法在食品微生物学中将继续互补使用:测序技术提供快速、基因组层面的洞察,而培养法则用于功能研究和验证。

传统培养法在食品微生物检测中虽重要但耗时费力,且无法可靠鉴定到种水平。基于测序的“多组学”方法在食品微生物鉴定方面优势显著:无需事先知晓微生物培养条件;提供从菌株到种乃至更高级别的高分类学分辨率;能快速、低成本地并行分析多个样本;可检测非活性微生物,适用于考古样本分析、发酵食品热处理后的检测等特定场景。

研究与展望

该篇文献深入探讨了食品微生物学领域中基于测序技术的新兴方法的应用及其局限性,旨在平衡传统培养技术与现代分子技术的优势,以实现食品微生物检测的智能化。未来的研究方向可能包括:整合培养法与测序技术、开发新型智能检测策略、利用测序技术进行考古和历史研究(例如,通过分析古代粪便样本中的DNA,研究人员可以探索古人的饮食模式和肠道健康,或者通过分析发酵食品中的微生物来追踪其驯化历史。)、推动食品微生物学领域的多组学研究(如宏基因组学、宏转录组学等)、 提高测序技术的可靠性、拓展测序技术的应用场景(例如,通过检测发酵食品中不同阶段的微生物组成,来优化发酵工艺和提高食品质量。)、优化测序技术与培养法的互补应用等方面。 

参考文献链接:https://doi.org/10.1016/j.tifs.2025.105113

 

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