نظام naica® الرقمي لتقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) بتقنية رقاقة القطرات لتحديد الكمية المطلقة للبكتيريا السائدة المرتبطة بجودة المياه والبيئة

في مجال الاستزراع المائي الحديث، تؤثر جودة المياه في نظام الاستزراع المائي بشكل مباشر على صحة الأسماك وإنتاجها. تلعب الكائنات الدقيقة دورًا حاسمًا في إزالة المواد العضوية ودورة النيتروجين، فضلًا عن إنتاج كبريتيد الهيدروجين السام (H2S). مع ذلك، إذا تسببت الكائنات الدقيقة في أمراض للأسماك أو أظهرت خصائص بروبيوتيكية، فإن ذلك سيؤثر سلبًا على صحتها.
في الآونة الأخيرة، تعاونت شركة Stilla من فرنسا وشركة SINTEF Ocean من النرويج لنشر مقال بعنوان "القياس الكمي المطلق للبكتيريا ذات الأولوية في تربية الأحياء المائية باستخدام تقنية PCR الرقمية" في مجلة طرق علم الأحياء الدقيقة، بهدف الكشف عن البكتيريا المفيدة ذات الصلة في تربية الأحياء المائية.

في هذه الورقة، يحلل المؤلف بشكل أساسي ثلاثة أنواع مختلفة من البكتيريا المرتبطة بإنتاج سمك السلمون:
النوع الأولوهي مسببات الأمراض السمكية، Moritella viscosa، المرتبطة بالأمراض التقرحية في الأسماك، Yersinia rugkeri، التي تسبب مرض الفم الأحمر المعوي، و Flavobacterium psychohilum، المرتبطة بمرض المياه الباردة البكتيري في الأسماك.
النوع الثانيالليستيريا المستوحدة هي مسببات الأمراض البشرية التي يمكن أن تنتقل من المأكولات البحرية إلى المستهلكين.
النوع الثالثهي بكتيريا تُهدد صحة الأسماك من خلال إتلاف بيئة التغذية. وتؤثر بكتيريا اختزال الكبريتات (SRB) عادةً على صحة الأسماك في الظروف اللاهوائية عن طريق تحويل الكبريتات (SO42-) إلى كبريتيد الهيدروجين السام (H2S). ويمكن الكشف عن بكتيريا اختزال الكبريتات باستخدام سلالة Desulfovibrio disulfuricans كسلالة مرجعية.
يستخدم الباحثون نظام تفاعل البوليميراز الرقمي على رقاقة القطرات (PCR) من شركة naica®، والذي يعتمد على طريقتي الكشف الفردي والمتعدد، لتحديد الكمية المطلقة للسلالات البكتيرية المفيدة المذكورة أعلاه. أظهرت النتائج أن حدود الكشف عن بكتيريا Moritella viscosa وYersinia ruckeri وFlavobacterium psychohilum بلغت حوالي 20 فيمتوغرام، بينما انخفضت مستويات الكشف عن الحمض النووي لبكتيريا Listeria monocytogenes وDesulfovibrio disulfuricans إلى 2 فيمتوغرام، مع نطاقات ديناميكية خطية عالية (الشكل 1). كانت نتائج الكشف المتعدد بتقنية CDPCR متوافقة إلى حد كبير مع تركيز الجين المستهدف الذي تم الكشف عنه في تحليل الطي الفردي المقابل (الشكل 2، الشكل 3). تُثبت هذه التجربة بشكل قاطع قدرة نظام تفاعل البوليميراز الرقمي على رقاقة القطرات (PCR) من شركة naica® على تحديد كمية سلالات بكتيرية سائدة متعددة بدقة في عينات المياه ذات الجودة المعقدة في آن واحد.