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在全球鱼类贸易中，产品追溯困难且易出现掺假现象。研究人员开展了设计通用 DNA 微阵列用于鱼类物种鉴别的研究。结果显示，100 个 DNA 探针能产生物种特异性信号模式。该研究为打击海鲜行业欺诈提供了有力工具。
在全球鱼类贸易蓬勃发展的当下，水产养殖和捕捞业产量节节攀升，2020 年全球水产产量高达 17800 万吨，人们对水产品的需求也日益旺盛。然而，这背后却隐藏着诸多问题。鱼类产品的供应链冗长复杂，追踪其来源困难重重，加工后的鱼产品（如鱼片）很难通过形态学特征进行物种鉴定，这就给不法商家提供了可乘之机，鱼类物种替代现象频发，海鲜成为十大最易掺假食品之一 。为了确保鱼类生产链的有效监管，检测食品欺诈和掺假行为，欧洲出台了详细的渔业和水产养殖产品标签法规，但这仍未能杜绝问题的发生。在这样的背景下，开发一种快速、准确且经济的鱼类物种鉴别方法迫在眉睫。
德国等研究机构的研究人员为此展开了深入研究，他们致力于设计一种通用 DNA 微阵列，期望通过比较样本与参考标本的杂交信号模式，实现对所有鱼类物种的区分。研究结果令人振奋，他们设计的包含 100 个 DNA 探针（96 个新设计的探针和 4 个控制探针）的通用 DNA 微阵列，能够可靠地为 86 个鱼类样本和 8 个控制检测生成物种特异性 DNA 探针信号。这一成果发表在《Food Chemistry: Molecular Sciences》上，为鱼类物种鉴别领域带来了新的曙光。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从多种渠道收集鱼类样本，样本物种经传统 PCR 和 Sanger 测序确认。接着，采用 CTAB 方法或商业 DNA 提取试剂盒提取样本 DNA ，并调整其浓度。然后，利用特定引物对 16S rRNA 基因（16S rDNA）、细胞色素 b 基因（cytb）及 pUC57 载体 DNA 区域进行三重 PCR 扩增。最后，将扩增产物与微阵列上的寡核苷酸探针杂交，通过分析杂交信号强度来鉴别物种。
研究结果如下：
- 优化 DNA 微阵列检测条件：研究人员以 4 种鱼类为对象，对比了生物素标记的正向和反向引物对 DNA 探针信号强度的影响，发现两者无显著差异。考虑到生物素标记的反向引物可能增加检测特异性，后续实验选择其进行 PCR 产物扩增。同时，研究人员还考察了不同杂交温度（40°C、45°C 和 50°C）和 PCR 产物稀释度（1:125、1:250 和 1:500）对检测的影响。通过层次聚类分析发现，在 45°C 杂交、PCR 产物稀释度为 1:500 时，同一物种个体间 DNA 探针信号模式差异最小，而近缘物种间差异最大，该条件被确定为最佳检测条件。
- 评估 DNA 探针集性能：研究人员使用通用 DNA 微阵列对 84 个硬骨鱼和软骨鱼样本进行检测。在对 76 个硬骨鱼样本的分析中，大部分样本（94.7%）能正确聚类，但有 4 个样本聚类异常，可能是由于个体间 DNA 序列差异或 DNA 降解导致。对于软骨鱼样本，虽然同一物种的个体能聚类在一起，但部分物种的样本信号模式存在差异，这反映出物种内的遗传多样性。此外，微阵列的三个检测控制（无模板对照、杂交控制和 PCR 控制）均表现出预期的 DNA 探针信号，证明了该方法的可靠性。
- 市场样本验证：研究人员对两个市场样本（分别标记为大西洋鳕鱼和大西洋鲑鱼）进行分析，通过与参考标本的信号模式对比，成功鉴定了这两个样本的物种，且结果得到 DNA 条形码验证，进一步证实了通用 DNA 微阵列在实际应用中的有效性。
研究结论和讨论部分指出，该通用 DNA 微阵列具有重要意义。它与现有方法不同，不依赖化学意义上的完美匹配，而是采用最佳匹配原则，利用杂交模式进行物种鉴别。尽管当前的探针集可能存在一些不足，在计算和化学方面也有改进空间，但该研究为鱼类物种鉴别提供了一种新的思路和方法。未来，需要对更多的样本和物种进行分析，以进一步验证该方法的可靠性，同时还应研究该微阵列在不同实验条件下的稳健性。该研究作为原理性证明，为打击食品欺诈和掺假提供了有力的技术支持，有望在渔业产品质量控制和监管中发挥重要作用，推动整个海鲜行业的健康发展。
