種子轉(zhuǎn)基因檢測(cè)方法及應(yīng)用

秦 潔

（四川省種子站，四川 成都 610041）

轉(zhuǎn)基因通過引入一種其他的物種并利用基因重組對(duì)其進(jìn)行培育的技術(shù)，以此來產(chǎn)生新的物種，獲得新的性狀。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面具有相當(dāng)大的應(yīng)用前景，它能夠增強(qiáng)農(nóng)作物的抗蟲抗病抗倒伏等，能夠大幅度地提升農(nóng)作物的產(chǎn)量。目前，隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)也順利運(yùn)用在了大豆、玉米、水稻等主要農(nóng)作物上。

1 轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物發(fā)展現(xiàn)狀

截至目前，中國(guó)已經(jīng)成功將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用到了棉花、玉米、水稻等農(nóng)作物上，抗蟲棉和轉(zhuǎn)基因水稻均處于世界前列。農(nóng)業(yè)部已經(jīng)批準(zhǔn)了多個(gè)水稻的轉(zhuǎn)基因品種，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的使用使得這些主要農(nóng)作物克服了其自身存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量的大幅增加，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了便利。

2 檢測(cè)技術(shù)以及應(yīng)用

2.1 基因芯片法

基因芯片法是高度集成的斑點(diǎn)反向轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)，俗稱DNA微探針列法。將其他的物種基因制作成為基因芯片，與需要進(jìn)行檢測(cè)的農(nóng)作物種子的DNA進(jìn)行雜交培養(yǎng)，根據(jù)培養(yǎng)結(jié)果判斷其是否為轉(zhuǎn)基因的產(chǎn)物。但是目前該項(xiàng)技術(shù)基因芯片的通量很高，費(fèi)用很高且實(shí)驗(yàn)的過程非常復(fù)雜，再加上人們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)缺乏，所以很難能夠得到大規(guī)模的普及。由于植物的組織細(xì)胞在不同的發(fā)展階段均會(huì)受到環(huán)境的影響，所以相同的基因芯片可能會(huì)出現(xiàn)不同的表達(dá)模式，從而表現(xiàn)出不一樣的性狀。由于一種農(nóng)作物的不同器官的基因表達(dá)方式也有所不同，所以也會(huì)導(dǎo)致相同的基因芯片表達(dá)出不同的性狀。面對(duì)這些問題，檢驗(yàn)人員主要關(guān)注如何研究眾多基因表達(dá)不同性以及豐富度等問題?；蛐酒捎诰哂泻芎玫牟⑿行院透咄?，與轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究最為契合。運(yùn)用芯片雜交進(jìn)行基因分析時(shí)，能夠從很少的實(shí)驗(yàn)樣品中獲得基因表達(dá)差異的信息。

2.2 紅外線法

此方法利用紅外線對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，選用波長(zhǎng)在780~2 500 nm的反射光譜對(duì)所要研究的對(duì)象進(jìn)行定量和定性的分析?；诩t外線的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用主要應(yīng)用于食物、生物制藥以及煙草等方面進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)，這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)的檢測(cè)方式環(huán)保、快速、高效，能夠?qū)z測(cè)樣品進(jìn)行在線實(shí)時(shí)的檢測(cè)分析，能夠快速鑒別轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。目前，利用紅外線光譜進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物基因檢測(cè)技術(shù)是最為先進(jìn)的基因檢測(cè)技術(shù)，從其發(fā)展前景來看，未來轉(zhuǎn)基因的檢測(cè)方法主要朝著基于紅外線檢測(cè)技術(shù)方向的發(fā)展。

2.3 蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物法

基于蛋白質(zhì)表達(dá)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)是以免疫學(xué)上的抗體、抗原為基礎(chǔ)的一種檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法通過定性以及定量的外部植入基因?qū)D(zhuǎn)基因的產(chǎn)品進(jìn)行判斷。它主要包括4個(gè)方法，分別是蛋白芯片法、試紙條法、蛋白印跡法、ELISA法。蛋白質(zhì)印跡法主要是通過染色著色的位置以及著色的深淺程度來得知蛋白質(zhì)的表達(dá)情況，之后利用電泳圖譜進(jìn)行相關(guān)的分析，可以定性以及定量地確定好目標(biāo)蛋白。ELISA法主要是利用表達(dá)好的蛋白抗體與需要被檢測(cè)的轉(zhuǎn)基因蛋白樣品進(jìn)行結(jié)合，再與事先準(zhǔn)備好的酶標(biāo)抗體進(jìn)行結(jié)合，加入一定的底物，根據(jù)反應(yīng)中產(chǎn)生的有色物質(zhì)的深淺程度來進(jìn)行農(nóng)作物的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)。試紙條法就是用與外源蛋白進(jìn)行結(jié)合的特異性抗體，與顯示劑進(jìn)行充分的結(jié)合反應(yīng)以后固定在試紙條中，從而對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品能夠有一個(gè)準(zhǔn)確的檢測(cè)。蛋白質(zhì)芯片法的原理與基因芯片法有很大的類似處，都能夠?qū)δ繕?biāo)蛋白進(jìn)行定性和定量的檢測(cè)，但是其缺陷是目前此項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)技術(shù)的要求還很高，并沒有普遍性，也沒有較多的市場(chǎng)應(yīng)用，并不能大規(guī)模地應(yīng)用于相關(guān)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的檢測(cè)工作。

2.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR

基于實(shí)時(shí)熒光定量PCR的檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)轉(zhuǎn)基因的種子進(jìn)行定量的分析，主要是要在PCR的反應(yīng)堆中加入適量的熒光物質(zhì)團(tuán)，然后運(yùn)用該項(xiàng)反應(yīng)中所顯示出來的熒光信號(hào)對(duì)整個(gè)反應(yīng)過程進(jìn)行一定的監(jiān)管，記錄下反應(yīng)過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用雙標(biāo)記熒光探測(cè)針來對(duì)PCR反應(yīng)過程中的產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于農(nóng)作物中轉(zhuǎn)基因的含量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的把控，實(shí)現(xiàn)了定性到定量的轉(zhuǎn)變，其所具有的特異性以及自動(dòng)化程度更高。鑒于熒光定量的PCR檢測(cè)技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行檢測(cè)，主要應(yīng)用于油脂的轉(zhuǎn)基因以及油脂的摻假檢測(cè)中，運(yùn)用這種實(shí)時(shí)的熒光定量PCR技術(shù)可以更簡(jiǎn)單高效地對(duì)油脂中特定的核酸序列進(jìn)行檢測(cè)，以規(guī)范市場(chǎng)交易活動(dòng)。

2.5 特異蛋白質(zhì)

基于特異蛋白質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)中包含有2種檢測(cè)方法，即酶聯(lián)免疫檢測(cè)、橫向測(cè)流條的測(cè)定。酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)是一種轉(zhuǎn)基因的化學(xué)檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)抗原與抗體能夠特意性的發(fā)生結(jié)合，可以用這種方法定性以及定量的對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物中的有關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。其步驟如下：首先將相關(guān)的抗體吸附在微孔板上，將主要農(nóng)作物種子的蛋白質(zhì)提取物加到微孔板中，在適宜生長(zhǎng)的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)，使得抗原與抗體進(jìn)行特異性的結(jié)合，其次利用已知的各種蛋白質(zhì)與抗體結(jié)合所產(chǎn)生的特異性現(xiàn)象跟實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行比對(duì)，這種方法很容易就能夠確定轉(zhuǎn)基因作物種子中蛋白質(zhì)的數(shù)量。這種檢測(cè)方法具有特異性強(qiáng)，靈活性高，樣本便于保存的優(yōu)點(diǎn)，相比較PCR有關(guān)的檢測(cè)技術(shù)，這種檢測(cè)技術(shù)能夠大量的節(jié)省成本。到目前為止，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在植入外源蛋白以后檢測(cè)靶蛋白質(zhì)水平的研究中。

橫向測(cè)流條測(cè)定技術(shù)較穩(wěn)定，一般應(yīng)用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種子中相關(guān)蛋白質(zhì)是否存在，主要做法是將帶有抗體的試紙浸泡到轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的樣品提取液中。

2.6 生物表現(xiàn)型

基于生物表現(xiàn)型的檢測(cè)技術(shù)需要檢測(cè)者完成待檢農(nóng)作物從發(fā)芽到生長(zhǎng)為幼苗的一系列實(shí)驗(yàn)，從而確定相關(guān)的農(nóng)作物是否已經(jīng)具有轉(zhuǎn)基因的相關(guān)性狀。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)有一定的限制條件，需要確保實(shí)驗(yàn)在一定的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并記錄好實(shí)驗(yàn)作物的受損害程度。另外該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與種子的發(fā)芽率也有相當(dāng)大的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)在其他條件都滿足的情況下要使得種子的發(fā)芽率能夠得到保障。切記，實(shí)驗(yàn)一定要設(shè)置對(duì)照組，對(duì)2種不同性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種子設(shè)置對(duì)照組，設(shè)置陰性、陽(yáng)性2組對(duì)照，從而能夠很輕易地看到相關(guān)性狀的差異。

3 結(jié)語

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，越來越多的外源基因都會(huì)進(jìn)入到農(nóng)作物的體內(nèi)，從而使得農(nóng)作物獲得一些新的性狀，在很大程度上克服了農(nóng)作物之前自身存在的劣勢(shì)。與此同時(shí)，越來越多的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品便會(huì)流入到市場(chǎng)中，這就要求相關(guān)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物要具有嚴(yán)格的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)，相關(guān)的轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)也需要不斷地進(jìn)行升級(jí)和改善，確保流入市場(chǎng)的主要轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的安全性。