转基因食品检测技术应用分析

来源：SCI期刊网 分类：农业论文 时间：2021-11-17 17:14 热度：

　　摘要：转基因食品是现代生物技术的产物，它的出现在很大程度上有效缓解了因世界人口极速增长、农作物种植土地面积缩减等客观原因导致的食品短缺、农药污染、食品质量下降等问题。由于目前转基因生物技术发展时间较短，存在转入基因表达率低、不稳定、易突变等潜在问题，导致转基因食品的安全性备受争议。本文重点对转基因食品安全检测技术的应用进行分析，为保障转基因食品的安全提供参考。

　　关键词：转基因食品;食品安全性;检测技术

　　1转基因食品概念和分类

　　1.1转基因食品概念

　　转基因食品是现代生物技术的产物[1]。利用现代分子生物技术，将某些生物的一种或者几种外源性基因转移到其他物种中，改造它们的遗传性状，使其有效地表达出相应的满足人类营养、消费能力等需求的性能。目前，根据转基因食品来源的不同可分为植物性转基因食品，动物性转基因食品和微生物性转基因食品3大类。其中，由于动物性转基因食品和微生物性转基因食品目前存在较大的安全隐患，未被广泛应用，所以生活中常见植物性转基因食品。

　　1.2转基因食品分类

　　转基因食品的分类目前还没有具体明确的划分，只能根据以往研究按照不同标准进行不同分类。转基因食品分类见表1。

　　2转基因食品的发展现状及安全性

　　2.1转基因食品的发展现状

　　近几年，转基因技术在不断的研究实践中逐步走向成熟，尤其是在农业生产上发挥了巨大作用。当下，世界大多数国家仍将重点聚焦转基因生物工程技术，例如针对食品供求这一重大问题，各国投入大量财力、物力和人力来扶植这项生物技术的发展，由于各国之间科技水平层次不齐，使得各国转基因食品研究成果存在较大差异[4]。由于城市化的加速发展使土地种植面积逐年减少，在此环境下，我国对农业生产水平要求有所提高。因此，我国非常重视转基因技术在农业生产上的应用。自20世纪80年代初，我国已经将现代生物技术纳入国家科技发展计划，迄今为止，转基因食品在我国农作物生产上得到广泛应用且作物相继取得丰硕成果。目前甜椒、西红柿、土豆、玉米和水稻是被我国农业部已经批准种植的转基因农作物[5]。今后可能陆续批准的农作物有小麦、甘薯、谷子、花生等。这些转基因食品不仅拥有被人类所需求的优良性状，而且还能够带来显著的经济效益[5]。此外，我国还有15种农作物的近百个品种正处于试验阶段。我国近几年在转基因食品研发方面取得显著成效，但相较于美国、加拿大等发达国家仍有差距。

　　2.2转基因食品的安全性

　　转基因食品是现代生产技术产品，它在满足人们食用、利益需求和提高幸福感的同时，也由于其技术新、不成熟、易在食物基因改造过程中发生意外突变等客观原因给人们带来安全隐患和担忧。

　　自20世纪八九十年代起，国外先后有生物学专家采用动物食用转基因产品试验判断转基因食品的安全性。例如，最早质疑转基因食品安全性的是英国阿伯丁罗特研究所普庇泰教授在幼鼠食用转基因土豆的试验后提出的，研究发现转基因土豆会使幼鼠内脏和免疫系统受损，该新闻报道后，引起全世界的广泛关注[6]。自此以后，其他各国有针对性地对当地研发的转基因食品进行活体试验，结果表明转基因食品的确存在食用安全隐患和不确定性因素。但也有研究机构指出，某些昆虫在自然生态不断循环进化下已具有能抵抗转基因毒素的能力，所以食用转基因农作物后不会出现死亡现象。

　　当前，人们对转基因生物和转基因食品的安全性的顾虑并未消除，造成该顾虑的原因主要是以下3个方面。①转基因食品对人体健康造成安全威胁。②转基因食品中改造出的新基因性状对其他食物链造成不良影响。③转基因食品是人们强硬改造出的食品，其对自然生物多样性造成不良影响[7]。所以，人们应理性看待基因工程技术，不能因眼前商业化利益和短期较好的食用体验而模糊转基因食品的安全性问题，应提高现代转基因食品安全检测技术以保障食品安全。

　　3转基因食品安全检测技术

　　随着近几年转基因食品的蓬勃发展，转基因食品检测技术也被广泛应用和发展。目前，国际上通常采用两类方法对转基因食品的安全性进行检测，即蛋白质水平的检测和核酸水平的检测。通过比较和分析现有的检测方法，可以找出各检测方法之间的特点和有待改善之处。因此，根据被检测的转基因食品的特性，选择合适的检测方法，确保检测结果的准确、高效，对检测工作具有积极意义。

　　3.1蛋白质水平检测

　　通过插入外源基因表达的蛋白质产物进行检测，或者是检测插入外源基因对载体基因表达的影响。蛋白质检测水平法比较见表2。

　　3.2核酸水平检测对转基因食品进行核酸提取，释放核酸，再进行内源性基因的检测，筛选基因检测和品系鉴定检测[10]。核酸水平法比较见表3。

　　4转基因食品安全检测技术的应用——以常用的PCR、基因芯片技术为例

　　定性PCR技术是目前筛选和鉴定转基因食品中一种通用且简便的方法。李建勇等[12]采用定性PCR技术分别对山东菜区普通市场购买的22种番茄样品、1个阳性对照(由山东农科院提供)、1个阴性对照(由志彪教授赠予)进行编号，并对检测对象中外源基因35S启动子、NPTⅡ基因和NOS终止子分别检测，试验过程中通过采取设计两对引物的方法，筛选出优而适的引物，比较被检测对象扩增结果的优劣。通过3次检测试验，初步证明阳性对照(由山东农科院提供)检测对象中含有可疑外源基因。但同时也出现另一问题，虽然定性PCR技术具有省时、省成本、便捷的特点，但在NPTⅡ基因检测时,采用这种方法会出现假阳性结果,这需要李建勇等采用其他检测方法对其结果进行再次证实补充。

　　相关期刊推荐：《食品安全导刊》(月刊)是由中国商业联合会、北京肉类食品协会主办的一本关注食品安全技术、知识的专业期刊。杂志围绕行业与领域、产业与市场、产品与技术，关注食品加工生产到流通销售产业链安全，建构食品安全领域技术、知识、信息的传播、交流平台。栏目设置：动态、特别报道、质量控制、检验检测、技术方案、体系、认证、政策等。

　　实时荧光定量PCR技术是在所有定量PCR技术中新兴的检测方法，其在常规PCR基础上，通过添加荧光染料或者使用荧光探针来实时监控扩增反应并制定标准曲线对样品进行定量分析的技术。陈颖等[13]采用实时荧光定量PCR技术对我国市场流通的两种转基因玉米Mon810(YieldGard)和Event176(Maximizer)3种浓度共6份样品进行定量检测，为转基因产品实施定量标识提供了理论、技术支撑。在试验中，陈颖等非常注重对转基因玉米中DNA的提取和所提取的DNA是否适合于进行PCR扩增，以避免在试验中出现假阴性检测结果。此外，为了保障转基因玉米检测结果的有效性，陈颖等通过查阅研究国内外发表的论文，大量商品化转基因构建文献等，最终选用最佳引物/探针。本次试验中，陈颖对这两种转基因玉米的3个浓度的6份样品分别做了10次试验，并且对数据进行了t检验(显著性水平α=0.105)统计分析,以保证数据科学合理、检测方法可信。

　　多重PCR技术方法是在一个PCR反应体系中加入多对引物，实现在单个反应管中一次性检测多个靶标的方法，与单一PCR反应相比，其更加便捷有效。董立明等[14]把大豆内源基因Lectin和国内种植面积最大的5种转基因大豆品系305243、MOM89788、CV127、GTS40-3-2和356043作为检测对象，建立六重PCR技术。为确定该技术方法的有效可靠，董立明等主要围绕方法的灵敏度、适用性和特异性展开研究。其中在测试特异性环节中，通过采用六重PCR技术做空白对照试验和作用到转基因玉米混合物、转基因水稻TT51-1、转基因棉花MON531、转基因油菜GT73中，测试结果发现这4种转基因作物样品中没有扩增到6种靶标成分，从而确定六重PCR技术的特异性。

　　数字PCR技术是近年来在实时荧光PCR基础上发展起来的微量DNA分子定量检测新技术，该方法相较于其他检测技术具有较好的测量独立性，特异性更强，灵敏度更高，结果更精确和可靠。任怡菲等[15]把未在我国批准种植食用的转基因水稻LL62品系作为研究对象，建立转基因水稻LL62品系特异性微滴式数字PCR定量检测方法。在试验中，通过制备不同百分比含量的转基因水稻LL62品系成分混合样品以验证转基因水稻LL62品系特异性微滴数字PCR定量法的检测结果的准确。同时，由于数字PCR扩增对引物和探针有着较高的特殊要求，需试验人员在充分查阅国内外文献资料的前提下，最终选择采用PrimerExpress2.0软件设计转基因水稻LL62品系以及水稻内标准基因SPS的特异性引物和探针序列。此外，任怡菲等重点围绕建立的方法的特异性、操作可重复性，定量的精确性、重复性和比较引针探针检测体系展开相应研究。研究结果表明，数字PCR检测技术因表现出定量结果准确、方法可重复，节约成本等的优点可用于研究我国口岸农产品中转基因水稻LL62成分的定性定量分析，也为后人在该领域的研究提供了强有力的技术支持。

　　基因芯片法是通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，弥补了PCR技术无法实现转基因农产品高通量检测的缺陷。黄文胜等[16]在设计转基因油菜基因芯片检测方法时，结合多重PCR检测技术，实现一次可检测多种基因的可能性。在方法设计中，黄文胜等把国产油菜籽、进口油菜籽和纯转基因油菜作为检测对象，对3类初样品进行高质量DNA提取，设计10对引物、探针，制备寡核甘酸芯片。整个试验中最重要的环节是采用多重PCR技术扩增不同样品的DNA和对其荧光标记后，将PCR产物与芯片杂交，筛选出油菜样品中含有的外源基因(转基因成分)，同时也突出此检测方法的特异性。此外，黄文胜等对此检测方法的灵敏度和可重复性均作了验证。张光远[17]也利用复合PCR-基因芯片联用技术对商业化种植的转基因玉米MIR162、BVLA430101、MON88017，转基因大豆MON89788、GTS40-3-2，转基因油菜MS1、RF1建立一个三重PCR检测体系和两个四重PCR检测体系，实现高通量检测。

　　在转基因检测技术中，PCR技术应用最为广泛，其包含的检测方法种类较多。本文主要对常用的PCR技术和基因芯片技术的应用进行典型举例(国内)，研究了不同检测方法在不同农作物中的具体建立和应用，方便使该知识的初学者对所研究的检测技术有一定的理解和认知，辅助其建立转基因食品检测方法。

　　5结语

　　随着科学技术的迅速发展和人们对物质生活水平要求的提高，转基因食品行业发展前景愈发光明，同时，对转基因检测技术的研究也显得尤为重要。目前，转基因检测技术得到了广泛应用，笔者对不同的转基因食品检测方法原理及应用做了较为详细的阐述和比较，了解了不同转基因检测技术之间的优缺点，为相关人士在研究不同的食物种类成分、食品转基因片段或者食品的生产加工工艺时提供高效、科学、精确的检测方法和技术手段。然而，在转基因食品成分检测技术日趋成熟的同时，转基因食品成分检测技术也遇到了难题，如研发转基因食品的生物技术多样化，转基因食品的基因编辑信息不透明，导致在检测转基因食品成分时，对未知的扩增序列把握性不强，增加了检测难度。此外，由于现代食品加工技术愈发精细，可能会出现食品原料中的DNA被破坏的情况，这将导致转基因食品检测中高质量、高浓度的DNA提取率减小，给后期的基因分析带来困难。综上所述，不同种类的转基因食品检测技术在实际应用中发挥了不同的价值，在今后对转基因检测技术研究时，应继续坚持“高灵敏性、高特异性、高通量化、自动化、低成本、高准确性、操作便捷”的标准，只有实现该标准，转基因食品检测技术才能给转基因食品安全提供强有力的保障，人们才会更加踏实地接受转基因食品。——论文作者：丁琪，冯志华，孙涛

文章名称：转基因食品检测技术应用分析

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