如何进行物种DNA鉴定:从取样到结果判读

如何进行物种DNA鉴定:从取样到结果判读
2026-10-03 20:03:41 人民网 作者 苹果折叠屏iPad开发遇难题,或将推迟至2029年,华为同类产品已领先上市 迈克尔韩立演唱会 李洛渊 新浪网官方账号

判断样本来自人、猪、狗或其他动物,最可靠的做法是先明确候选物种,再根据样本状态选择 DNA 检测、蛋白检测或形态学观察。肉眼颜色、气味、组织形状只能作为初步线索,不能单独作为物种判定依据。对大多数组织、血液、毛发和加工样本,实际操作通常是“规范取样与保存—提取遗传物质—选择特异性检测—设置对照—比对并确认”。

先确定要判断的是物种还是个体

“样本来自哪种动物”通常指物种来源,例如判断是人、猪还是狗。如果还要回答“来自哪一只动物”,则属于个体识别,需要进一步使用 STR、SNP 或其他个体遗传标记,检测要求和证据标准都更高。物种鉴定结果不能直接等同于个体身份。

开始检测前,应尽量列出候选范围。若只需要区分人、猪、狗,适合采用针对这三类动物的物种特异性检测;如果完全不知道来源,或者可能包含多种动物,则更适合先做通用条形码扩增和测序,再判断其中包含哪些物种。

先按样本类型选择检测路线

样本类型 适合的初步方法 更可靠的确认方法
肌肉、器官、血液、唾液 观察组织特征,判断是否有明显污染或混合 提取 DNA 后进行物种特异性 PCR、qPCR 或测序
毛发、羽毛、鳞片、骨骼 显微观察结构,寻找毛根、羽轴或骨组织 优先从保存较好的部位提取 DNA,必要时采用短片段检测
加工肉、熟食、粉末或高度降解样本 观察是否存在多种组织成分 使用短片段 DNA、物种特异性 qPCR 或条形码测序
粪便、混合残留物、环境拭子 判断是否可能含有多个来源 采用多重 PCR、宏条形码测序,并结合重复检测

样本越新鲜、细胞越完整,DNA 通常越容易获得。高温、潮湿、紫外线、化学处理和长时间暴露会使 DNA 降解。若样本已经加工或降解,不应简单套用完整组织的检测方案,而应选择能扩增较短片段的检测方法。

从取样和保存开始控制结果

取样时应使用洁净的一次性工具或经过规范处理的器具,并尽量减少不同样本之间的接触。每份样本单独编号、单独包装,记录采集时间、部位、外观和保存条件。组织样本通常应放入洁净容器中冷藏或冷冻;需要短时间保存的干燥样本,应避免高温、潮湿和阳光直射。

不要为了“方便提取”随意向未知样本中加水、酒精或清洁剂,也不要把多个来源的残留物混装。若样本可能用于正式鉴定、质量检测或争议处理,应由具备相应资质的实验室完成取样、封存和检测,避免后续无法确认样本是否被污染。

候选物种较少时:使用特异性 PCR 或 qPCR

当问题是“样本究竟来自人、猪还是狗”时,可以分别设计或选用经过验证的人源、猪源和犬源遗传标记。实验室从样本中提取 DNA 后,针对这些标记进行 PCR 或实时荧光定量 PCR。某一物种的特异性反应呈阳性,说明样本中检测到了与该物种匹配的遗传片段;三个目标均为阴性,则需要检查 DNA 是否降解、提取是否失败,或者样本是否来自候选范围之外。

这种方法的优点是速度较快、判断目标明确,适合候选物种有限的情况。但“出现扩增”并不意味着可以跳过质量判断。检测必须同时设置阴性对照、阳性对照和提取空白。阴性对照出现扩增,可能提示污染;阳性对照失败,说明本轮实验不能直接解释样本结果。

来源不确定时:先做通用条形码测序

如果无法确定样本来自哪种动物,可以选择动物通用的线粒体标记区域,例如 COI、Cyt b、12S 或 16S 等,再进行扩增和测序。获得序列后,与可靠的参考数据库和已验证的参考样本进行比对,从相似度、覆盖范围、特异性位点和系统发育位置等方面综合判断。

条形码测序适合处理未知物种,但并非所有近缘动物都能仅靠一个标记完全区分。某些物种的线粒体序列相近,或者数据库中的参考序列不足,这时应增加其他线粒体区域或核基因标记,并结合样本形态和实验室验证结果。不要只依据数据库返回的一个最高匹配名称下结论。

样本可能混合时,不能只看一个阳性结果

肉类、环境拭子、粪便和加工食品中可能同时存在多种动物来源。此时一个物种检测为阳性,只能说明检测到了该物种成分,不能说明样本全部来自该物种。若特异性 PCR 中多个物种同时阳性,或者测序结果出现多组清晰序列,应考虑混合样本、交叉污染或共存来源。

混合样本通常需要增加独立取样点、重复提取和重复扩增,并采用多重 PCR、宏条形码测序或定量方法估计不同来源的存在情况。普通单一条带的 PCR 结果不适合直接推断各种动物成分的比例;若需要定量,应使用经过验证的标准曲线和相应对照。

形态观察能做什么,不能做什么

毛发的粗细、鳞片排列、羽毛结构、骨骼形态和组织颜色,可以帮助选择取样部位,也能在部分情况下排除明显不匹配的动物来源。例如,毛根是否存在会影响 DNA 获取,骨质样本的保存部位会影响检测成功率。

但形态特征容易受年龄、部位、加工方式和个体差异影响。猪肉与其他哺乳动物组织在加工后可能难以凭外观区分,犬毛与其他哺乳动物毛发也可能出现重叠特征。因此,形态学更适合作为筛查或辅助证据,最终判断应尽量由 DNA、蛋白标记或两者结合完成。

结果应如何确认和记录

  1. 确认样本编号、取样部位和保存记录没有混淆。
  2. 检查提取空白、阴性对照和阳性对照是否符合预期。
  3. 确认扩增产物或测序结果达到实验室规定的质量要求。
  4. 将结果与候选物种的参考序列、特异性标记或验证样本比较。
  5. 排除混合样本、污染、降解和非特异性扩增等替代解释。
  6. 在报告中分别写明“检出某物种成分”“未检出某物种成分”或“结果不足以判定”,不要把未检出写成绝对不存在。

如果 DNA 已严重降解,也可以考虑检测物种相关蛋白,例如采用免疫学方法或蛋白质谱分析。但蛋白检测可能受到交叉反应、热加工和保存条件影响,通常需要与 DNA 结果互相验证。实际选择应取决于样本是否新鲜、是否混合、候选物种数量以及结果需要达到的证明程度。

因此,判断样本来自哪种动物的实用路径是:先限定候选物种并规范保存样本,再根据样本状态选择特异性 PCR 或通用条形码测序,最后结合对照、参考数据和重复检测确认结果。对于人、猪、狗这类候选范围明确的情况,优先采用经过验证的物种特异性检测;对于来源未知或可能混合的样本,则应从通用标记测序和混合来源分析开始。

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