玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查檢測策略

王培珍

玉米作為禾本科一年生的草本植物，其營養(yǎng)成分豐富，提供大量的碳水化合物。轉(zhuǎn)基因的玉米具有較強(qiáng)的耐寒性、耐旱性、耐貧瘠性等優(yōu)良性質(zhì)，容易種植。但轉(zhuǎn)基因玉米也存在著一定安全隱患，轉(zhuǎn)基因檢驗(yàn)受到廣大消費(fèi)者的重視。基于此，本文將主要論述玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查檢驗(yàn)策略。

一、玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查檢測的重要性

轉(zhuǎn)基因成分檢驗(yàn)技術(shù)是轉(zhuǎn)基因生物研究和安全管理的基礎(chǔ)，檢驗(yàn)人員通過技術(shù)手段判斷目的基因?qū)氲接衩资荏w細(xì)胞中，并檢驗(yàn)玉米受體細(xì)胞是否成功表達(dá)相關(guān)性狀。目前已經(jīng)有65個(gè)國家和地區(qū)對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品采取強(qiáng)制的標(biāo)志性管理，2015年10月開始實(shí)行的中華人民共和國安全法第69條中明確規(guī)定了轉(zhuǎn)基因食品應(yīng)該明確標(biāo)注。轉(zhuǎn)基因檢驗(yàn)行業(yè)快速發(fā)展，因此建立一個(gè)迅速準(zhǔn)確的基因檢驗(yàn)方法，是當(dāng)前檢測技術(shù)所面臨的關(guān)鍵問題。截止到2018年中國玉米產(chǎn)量25733萬噸，中國的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化事件有16個(gè)，轉(zhuǎn)基因玉米種類過多，同時(shí)存在變異亞種，檢驗(yàn)人員應(yīng)該綜合DNA序列分析，選取合適的基因元件，確定轉(zhuǎn)基因玉米的篩查方法。

二、玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查檢測技術(shù)

1、PCR檢驗(yàn)技術(shù)

PCR檢驗(yàn)技術(shù)是一種靈敏度高，目前發(fā)展較為成熟的轉(zhuǎn)基因檢驗(yàn)方法，根據(jù)特異性主要分為篩查基因特異性、翻譯產(chǎn)物特異性等。PCR檢驗(yàn)的主要基因包括調(diào)控基因、標(biāo)記基因、及導(dǎo)入到玉米細(xì)胞中的目的基因。其中調(diào)控基因主要包括基因中前端和后端的啟動(dòng)子與終止子，標(biāo)記基因主要包括抗草丁膦基因、抗卡那霉素基因。PCR技術(shù)在玉米轉(zhuǎn)基因成分檢驗(yàn)中有很大的應(yīng)用，但由于轉(zhuǎn)基因玉米中含有多個(gè)目的基因，往往需要多重PCR進(jìn)行檢驗(yàn)，其快速提高檢驗(yàn)效率，同時(shí)保證玉米中轉(zhuǎn)基因成分的特異性。

2、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢驗(yàn)技術(shù)

環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢驗(yàn)技術(shù)作為一種新興的DNA擴(kuò)增方法，這種技術(shù)主要利用了特異性的核糖核苷酸引物，綜合應(yīng)用DNA聚合酶，促進(jìn)DNA在常溫下快速增殖，完成核酸的快速擴(kuò)增。環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢驗(yàn)?zāi)軌蚩焖贆z驗(yàn)出個(gè)體中的轉(zhuǎn)基因成分，其特異性強(qiáng)，靈敏度高，檢驗(yàn)方法用時(shí)較短，成本較低，為玉米轉(zhuǎn)基因檢測提供了新思路。

3、近遠(yuǎn)光紅外光譜分析檢測技術(shù)

近遠(yuǎn)光紅外光譜是介于可見光和紅外光譜之間的電磁波，波長范圍一般在780～2500之間，它對人體的傷害較少，不會(huì)產(chǎn)生光污染。近遠(yuǎn)光紅外光譜分析不需要對玉米進(jìn)行預(yù)處理，可以做到實(shí)時(shí)的檢驗(yàn)。其不僅能夠檢驗(yàn)玉米中的轉(zhuǎn)基因含量，同時(shí)能夠綜合反映玉米土質(zhì)的各種問題，分析土壤中的全氮含量與有機(jī)質(zhì)比例。

4、生物傳感檢驗(yàn)技術(shù)

生物傳感利用玉米自身的細(xì)胞、組織、免疫制劑，進(jìn)行特異性的生物化學(xué)反應(yīng)，綜合應(yīng)用外界的光、電、化學(xué)、物理刺激等。并綜合等離子共振，完成轉(zhuǎn)基因玉米的檢驗(yàn)。但由于不同生物形狀千差萬別，目前的生物傳感器應(yīng)用存在著一定的限制，使得商業(yè)化的玉米檢驗(yàn)生物傳感器存在一定的問題，檢驗(yàn)人員應(yīng)該綜合微制造技術(shù)、生物材料技術(shù)，提高生物傳感器的檢驗(yàn)精度。

5、蛋白質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)

在將目的基因?qū)氲接衩资荏w細(xì)胞中，玉米中自身基因與目的基因雜交，產(chǎn)生特異性蛋白質(zhì)，因此對蛋白質(zhì)進(jìn)行定性檢驗(yàn)，就可以完成玉米轉(zhuǎn)基因成分的測定。同時(shí)對蛋白質(zhì)進(jìn)行定性檢驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)的集約化發(fā)展，結(jié)果表明玉米LY038中cordapA基因建立的LAMP擴(kuò)增技術(shù)靈敏度高、特異性好、穩(wěn)定性較高，具有較好的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

三、玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查檢測步驟

1、合理選擇玉米檢驗(yàn)材料

轉(zhuǎn)基因玉米多種多樣，目的基因也有所不同，檢驗(yàn)人員應(yīng)該綜合市場走向，選擇合理的轉(zhuǎn)基因種類，并綜合應(yīng)用PCR擴(kuò)增儀和Da marketer保證整體的擴(kuò)增引物在相同環(huán)境下進(jìn)行。

2、序列對比與DNA提取

核苷酸序列對比與DNA提取作為玉米中轉(zhuǎn)基因成分篩查的重要手段，檢測人員要通過計(jì)算軟件對不同轉(zhuǎn)基因玉米的地面進(jìn)行對比分析。利用紫外分光光度計(jì)ND2000測定獲得DNA的純度和濃度，進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳和EB染色檢測DNA樣品的完整性。

3、定性PCR

定性PCR作為DNA擴(kuò)增的主要技術(shù)，定性PCR可以保證玉米中的雙鏈快速解旋，實(shí)現(xiàn)快速復(fù)制，為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性提供保障。在進(jìn)行PCR定性擴(kuò)增時(shí)，檢驗(yàn)人員要合理設(shè)置擴(kuò)增條件，利用CaMV35S啟動(dòng)子、NOS終止子2個(gè)元件的組合，保證DNA可以快速擴(kuò)增，并綜合應(yīng)用染色劑，提高實(shí)驗(yàn)效果。

4、結(jié)果分析

玉米的轉(zhuǎn)基因成分有A21、NK603、T25、MON88017、Bt11×GA21等，多樣化的基因豐富了玉米基因庫，同時(shí)也增加了玉米中轉(zhuǎn)基因成分的篩查難度。檢驗(yàn)人員要綜合利用數(shù)據(jù)庫，分析外源基因插入玉米基因中的分布規(guī)律，選擇合適的檢驗(yàn)手段判斷玉米各種性狀，并綜合應(yīng)用不同基因的特異性檢驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)的靈敏度。

（1）以轉(zhuǎn)基因玉米分子中的特異性與基因元件信息。經(jīng)過檢驗(yàn)分析，玉米中主要的性狀為抗蟲、抗除草劑等性質(zhì)，檢測人員要統(tǒng)計(jì)不同元件啟動(dòng)子出現(xiàn)的概率，從而形成一個(gè)完整的檢驗(yàn)體系，保證玉米中轉(zhuǎn)基因成分的快速篩選定位。

（2）基因元件序列分析以及檢驗(yàn)方法。在轉(zhuǎn)基因玉米研發(fā)過程中，為了實(shí)現(xiàn)外源基因在宿主細(xì)胞中的正常表達(dá)，需要對宿主的密碼詞進(jìn)行修飾，在適應(yīng)過程中，很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)不同的核苷酸序列。因此在檢驗(yàn)過程中必須考慮同名的基因DNA是否有差異。應(yīng)用間分子雜交，選擇合適的引物。

綜上，雖然轉(zhuǎn)基因技術(shù)快速發(fā)展，但由于轉(zhuǎn)基因特有的弊端，消費(fèi)者對轉(zhuǎn)基因成分的檢驗(yàn)也提出了更高的要求，檢驗(yàn)人員應(yīng)該綜合多種檢驗(yàn)方法，保證檢驗(yàn)快捷、靈敏、高效，綜合應(yīng)用納米技術(shù)和計(jì)算機(jī)顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因成分?jǐn)?shù)據(jù)化、可視化方向。

（作者單位：015000內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市種子管理站）