naica® Droplet Chip Digital PCR System zur absoluten Quantifizierung dominanter Bakterien in Bezug auf die Wasserqualität

In der modernen Aquakultur beeinflusst die Wasserqualität des Aquakultursystems unmittelbar die Gesundheit und Produktion der Fische. Mikroorganismen spielen eine entscheidende Rolle beim Abbau organischer Stoffe und im Stickstoffkreislauf sowie bei der Produktion des giftigen Schwefelwasserstoffs (H₂S). Verursachen Mikroorganismen jedoch Krankheiten bei Fischen oder weisen sie probiotische Eigenschaften auf, wirkt sich dies direkt auf deren Gesundheit aus.
Kürzlich haben Stilla aus Frankreich und SINTEF Ocean aus Norwegen gemeinsam einen Artikel mit dem Titel „Absolute Quantifizierung prioritärer Bakterien in der Aquakultur mittels digitaler PCR“ im Journal of Microbiological Methods veröffentlicht, mit dem Ziel, relevante vorteilhafte Bakterien in der Aquakultur zu identifizieren.

In dieser Arbeit analysiert der Autor hauptsächlich drei verschiedene Bakterienarten, die mit der Lachsproduktion in Zusammenhang stehen:
Der erste Typist der Fischpathogen Moritella viscosa, der mit ulzerativen Erkrankungen bei Fischen in Verbindung gebracht wird, Yersinia rugkeri, das die intestinale Rotmaulkrankheit verursacht, und Flavobacterium psychohilum, das mit der bakteriellen Kaltwasserkrankheit bei Fischen in Verbindung gebracht wird.
Der zweite TypListeria monocytogenes ist ein humanpathogenes Bakterium, das von Meeresfrüchten auf Konsumenten übertragen werden kann.
Der dritte TypSulfatreduzierende Bakterien (SRB) gefährden die Fischgesundheit, indem sie die Nahrungsumgebung schädigen. Sie beeinträchtigen die Fischgesundheit typischerweise unter anaeroben Bedingungen, indem sie Sulfat (SO₄²⁻) in giftigen Schwefelwasserstoff (H₂S) umwandeln. Der Nachweis von SRB kann mithilfe von Desulfovibrio disulfuricans als Referenzstamm erfolgen.
Forscher nutzten die Einzel- und Mehrfachdetektionsmethoden des Droplet-Chip-Digital-PCR-Systems naica® zur absoluten Quantifizierung der oben genannten vorteilhaften Bakterienstämme. Die Ergebnisse zeigten, dass die Nachweisgrenzen für Moritella viscosa, Yersinia ruckeri und Flavobacterium psychohilum bei etwa 20 fg lagen, während die DNA-Nachweisgrenzen für Listeria monocytogenes und Desulfovibrio disulfuricans bis zu 2 fg betrugen. Alle Stämme wiesen zudem hohe lineare dynamische Bereiche auf (Abbildung 1). Die Ergebnisse der Multiplex-CDPCR-Detektion stimmten weitgehend mit der Konzentration des Zielgens überein, die in der entsprechenden Einzelanalyse ermittelt wurde (Abbildung 2, Abbildung 3). Dieses Experiment beweist eindeutig, dass das Droplet-Chip-Digital-PCR-System naica® mehrere dominante Bakterienstämme in komplexen Wasserproben gleichzeitig und präzise quantifizieren kann.