基于轉(zhuǎn)基因植物食品的檢測策略分析

□ 曾虹敏 深圳市計量質(zhì)量檢測研究院食品檢測所

1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與轉(zhuǎn)基因食品

通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，得到含外源基因的動植物和微生物及其衍生產(chǎn)品的就是轉(zhuǎn)基因食品，其主要特點就是要將外源基因?qū)氲绞称分?，這就離不開轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

1.1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本原理

在生物學(xué)的角度上，能夠明確的是生物體的遺傳主要靠的是DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯，所以轉(zhuǎn)基因的理論基礎(chǔ)就是把生物體內(nèi)DNA分子拿來修飾改造，以此將生物體的遺傳性狀改變。理論的產(chǎn)生是實踐的基礎(chǔ)，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用就是20世紀(jì)60年代初DNA限制性內(nèi)切酶及基因克隆等技術(shù)的發(fā)現(xiàn)。

1.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本方法

因為研究目的不同，所以轉(zhuǎn)基因方法也有不同。一般情況下轉(zhuǎn)基因植物性食品的轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要有幾個主要步驟：首先分離出目的基因；然后將目的基因與細(xì)菌的DNA克隆形成重組基因；再利用基因槍或農(nóng)桿菌等方法將在植物細(xì)胞中導(dǎo)入目的基因；最后，將其中含有外源基因的轉(zhuǎn)化細(xì)胞篩選出來，直接進行轉(zhuǎn)基因植株的誘導(dǎo)，產(chǎn)生植株后經(jīng)過種植、加工，進行轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)。

1.3 外源基因的遺傳結(jié)構(gòu)

在理論上很多轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因的遺傳結(jié)構(gòu)是相似的。一般情況下導(dǎo)入含有目的基因的DNA片段和啟動子以及終止子的外源基因。有時在目的基因上還要連接一個能編碼具有特殊性質(zhì)蛋白質(zhì)的DNA片段以便對轉(zhuǎn)化細(xì)胞的篩選。轉(zhuǎn)基因食品的外源基因因為啟動子、終止子和標(biāo)志基因的通用性可以將其在不同的轉(zhuǎn)基因食品中通用。

2 轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品的區(qū)別及鑒別策略

2.1 轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品的不同

眾所周知，轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品是不同的，在制備過程中就存在明顯的不同點：傳統(tǒng)的食品中沒有外源基因，而轉(zhuǎn)基因食品中有；特定的外源基因表達(dá)產(chǎn)物也只有轉(zhuǎn)基因食品中含有了，而傳統(tǒng)食品不含有。所以理論上可以檢測食品樣品中是否含有外源基因或者含有外源基因表達(dá)蛋白來鑒別是否為轉(zhuǎn)基因食品，但現(xiàn)下的檢測手段都是采用檢測外源基因來進行鑒別[1]。

2.2 外源基因的檢測策略

在轉(zhuǎn)基因食品的開發(fā)過程中，研究重點在外源基因中的目的基因上，在轉(zhuǎn)基因食品中，不同種類有著不同的種類外源基因，因此，在轉(zhuǎn)基因食品的鑒別中如果僅靠外源基因中的目的基因的檢測是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的[2]?？茖W(xué)家們通過努力的探索，他們發(fā)現(xiàn)檢測樣品中含有特定的啟動子、終止子或標(biāo)志基因序列，含有不同目的基因的轉(zhuǎn)基因食品中都會使用相同或相似的啟動子、終止子或標(biāo)志基因，但是這些基因中的 DNA序列是并非植物本身固有的，而是來自微生物，具有特異性，所以這為鑒別轉(zhuǎn)基因食品提供了另一種可行的方法。

3 轉(zhuǎn)基因食品中外源基因檢測技術(shù)

現(xiàn)下在轉(zhuǎn)基因食品中檢測外源基因的常用技術(shù)就是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

3.1 PCR技術(shù)基本原理

1985年Mullis等人發(fā)明了一項專利技術(shù)，就是PCR技術(shù)。該項技術(shù)具有高度專一性和高度靈敏性使得DNA片段能夠快速、簡便地擴增。通過研究得出其基本原理是：模板是特定的基因片段，引物是人工合成的一對寡聚核苷酸， 底物是A種脫氧核苷酸，經(jīng)過耐高溫DNA聚合酶的作用，進行DNA模板的變性、模板與引物的退火及引物的延伸3個階段，循環(huán)往復(fù)幾次后擴增模板DNA[3]。

3.2 PCR技術(shù)檢測轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因

在使用PCR技術(shù)對轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因進行檢測時通常要遵循以下步驟。

3.2.1 進行外源基因的分離和提取

因為轉(zhuǎn)基因食品的種類不同，因此在分離提純外源基因時也有不同的方法。通常情況下有以下操作：首先，研細(xì)食品樣品，這樣能夠?qū)е录?xì)胞破碎，從而從食品樣品中釋放出外源基因，再使用合適的緩沖劑將破碎細(xì)胞中游離出來的DNA萃取出來；最后利用酒精沉淀萃取液中的蛋白質(zhì)。

3.2.2 PCR擴增反應(yīng)

該反應(yīng)是在PCR儀中進行的，具體操作就是根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品中外源基因的特點來設(shè)計并合成相應(yīng)的引物，將分離出的外源基因DNA作 為模板，然后控制適宜的變性、退火及延伸反應(yīng)條件下等進行擴增反應(yīng)。

3.2.3 PCR擴增產(chǎn)物的檢測

檢測PCR時，因為PCR擴增反應(yīng)產(chǎn)物與外源基因片段不一定相同導(dǎo)致擴增產(chǎn)物所用的分析方法會也會有所不同，例如當(dāng)兩者相同時，說明該品樣品中含有外源基因，由此我們可以確定其為轉(zhuǎn)基因食品。相反，如果PCR擴增反應(yīng)的產(chǎn)物不同于外源基因片段，那么就可以證明食品樣品中沒有外源基因的存在，為非轉(zhuǎn)基因食品。當(dāng)前凝膠電泳、southern 雜交、產(chǎn)物DNA測序是常用的PCR 擴增產(chǎn)物檢測方法，這幾種方法對都能夠較為精準(zhǔn)地判斷擴增產(chǎn)物與特定的外源基因片段是否相同，但是目前使用比較廣泛的是操作便捷、快速的凝膠電泳方法。

3.2.4 PCR技術(shù)的技術(shù)要點

在轉(zhuǎn)基因食品的鑒別中，為了提高可靠性，在使用PCR技術(shù)進行具體操作時需要注意幾點。

（1）在設(shè)計引物時，要以外源基因的結(jié)構(gòu)特點為基礎(chǔ)，而且需要同檢測的外源基因片段相匹配，不能太短，也不能太長。一般引物的設(shè)計在知道所檢測食品樣品中外源基因結(jié)構(gòu)時相對比較容易。但是在實際中，外源基因結(jié)構(gòu)具體如何是沒有辦法知曉的，因此，設(shè)計引物以及PCR擴增反應(yīng)是盲目進行的，這就需要設(shè)計多種引物進行PCR 反應(yīng)以此來保證檢測結(jié)構(gòu)的可靠性。

（2）設(shè)置陽性對照檢驗實驗方法的可靠性。通常情況下，在檢測中使用選定的PCR方法對轉(zhuǎn)基因食品進行擴增結(jié)果應(yīng)該為陽性，但是，實際上可能會由于實驗方法中的問題，例如：PCR擴增反應(yīng)條件不適，亦或是樣品中靶標(biāo)基因缺乏足夠的數(shù)量，還有可能是樣品中出現(xiàn)一些的不明因子而抑制PCR，以上這些情況導(dǎo)致檢測出來的為陰性，在檢測中一定要注意排除以上因素的影響，避免假陰性結(jié)果的出現(xiàn)。

（3）設(shè)置陰性對照檢測樣品及實驗操作的污染情況。前文中筆者提到轉(zhuǎn)基因食品的PCR 反應(yīng)是陽性的，因此可以聯(lián)想到非轉(zhuǎn)因基因就應(yīng)該呈現(xiàn)陰性，但是如果實驗環(huán)境存在污染或者樣品已受到污染，那么就會導(dǎo)致非轉(zhuǎn)基因食品的PCR 擴增反應(yīng)檢測結(jié)果為陽性。

（4）防止非污染的假陽性結(jié)果。在實驗操作中出現(xiàn)假陽性的原因可能是實驗污染為了防止以上情況出現(xiàn)情況。

（5）巢式技術(shù)檢測。這種技術(shù)主要是在常規(guī)PCR技術(shù)對樣品中外源基因遭到嚴(yán)重破壞的轉(zhuǎn)基因食品檢測不滿意的情況下才采用。

4 結(jié)語

隨著轉(zhuǎn)基因植物逐漸進入人們的生活中，引起了社會各界對轉(zhuǎn)基因食品的關(guān)注。現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因食品的鑒別中PCR技術(shù)作為常用鑒別技術(shù)被廣泛使用。使用該方法的優(yōu)點主要在于檢測靈敏度高，而缺點就是容易陰性或假陽性結(jié)果和合成過程盲目性較大等。在這種情形下，基因檢測的新興技術(shù)，例如基因芯片技術(shù)和DNA生物傳感器等新的研究將是今后一段時期內(nèi)轉(zhuǎn)基因食品鑒別技術(shù)的研究方向之一。

[1]鄧平建,趙錦,劉建軍,等.轉(zhuǎn)基因食品安全性檢驗的核酸檢測技術(shù)研究[J].衛(wèi)生研究,2002(1).

[2]董菊芳,徐茂軍.轉(zhuǎn)基因植物食品產(chǎn)業(yè)化所面臨的社會問題及其對策[J].科技進步與對策,2003(3).

[3]胡娜,許楊.轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法及其應(yīng)用與發(fā)展[J].食品科技,2004(10).