Review of molecular methods for identification, characterization and detection of bifidobacteria

Pierre Ward , Denis Roy

Final identification of bifidobacteria based on phenotypic patterns (carbohydrate fermentation and enzymatic activity) can be difficult. The distinction between different species or strains of bifidobacteria such as Bifidobacterium longum and Bifidobacterium infantis or Bifidobacterium animalis and Bifidobacterium lactis is not reliable with the phenotypic identification. DNA-DNA hybridization, ribotyping, hybridization with a specific probe and sequence analysis of 16S rDNA were the first molecular methods used to identify bifidobacteria isolated from commercial products and the gastrointestinal tract. Now, a new group of molecular methods exist for the genus, species and strains identification. The PCR, multiplex PCR, amplified ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA), sequencing of specific genes (rec A, ldh, hsp 60 and pyruvate kinase) and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) are used for the detection, characterization and genus or species identification. Other molecular methods such as pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), random amplification of polymorphic DNA (RAPD) and the rep-PCR are used for typing strains of bifidobacteria. Real-time PCR or Q-PCR will be soon an interesting tool for the detection, identification and quantification of bifidobacteria in different samples and commercial products. With new molecular techniques it is easier now to have reliable identification, typing and quantification of bacteria such as Bifidobacterium spp.

Revue des méthodes de biologie moléculaire pour la détection, l'identification et la caractérisation des bifidobactéries d'origine humaine et commerciale. Une identification finale basée uniquement sur des tests phénotypiques (fermentation des sucres et activité enzymatique) peut être difficile et la distinction entre certaines espèces comme Bifidobacterium longum et Bifidobacterium infantis ou Bifidobacterium animalis et Bifidobacterium lactis est pratiquement impossible. L'hybridation ADN-ADN, les profils polymorphiques de restriction (RFLP), l'hybridation avec des sondes spécifiques et le séquençage de l'ADNr16S étaient les premières méthodes moléculaires utilisées pour identifier les bifidobactéries. La PCR, la PCR-multiplex, l'analyse de profils de restriction des ADNr16S (ARDRA), le séquençage de gènes spécifique (rec A, ldh, hsp 60 et pyruvate kinase) et l'électrophorèse sur gel avec gradient dénaturant (DGGE) sont maintenant utilisés pour la détection, la caractérisation et l'identification au genre et à l'espèce. D'autres méthodes moléculaires comme l'électrophorèse sur gel en champ pulsé (PFGE), l'amplification aléatoire de l'ADN polymorphe (RAPD), et la rep-PCR peuvent être utilisées pour caractériser à la souche les bifidobactéries. La PCR en temps réel sera prochainement un outil intéressant et performant pour la détection, l'identification et la quantification des bifidobactéries dans différents types d'échantillons ou de produits commerciaux. Avec les nouvelles techniques moléculaires il est maintenant plus facile d'avoir une identification, une caractérisation et une quantification fiable des souches de Bifidobacterium.

Mots clés: human bifidobacteria; Bifidobacterium; molecular methods; identification; characterization; detection<br>---<br>bifidobactéries d'origine humaine; méthodes moléculaires; détection; caractérisation

Domaines: Alimentation et Nutrition; Ingénierie des aliments

Pierre Ward, Denis Roy. Review of molecular methods for identification, characterization and detection of bifidobacteria. Le Lait, 2005, 85 (1-2), pp.23-32. ⟨hal-00895590⟩