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转基因食品的检测(一)

2020.5.25
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

         杨云霞 1  蒋士强2  赵明1  董志强1

     (1中国农业科学院作物科学研究所,北京 100081)(2中国仪器仪表学会 北京 100081)

摘要:本文论述了转基因农产品、食品的安全性问题以及对转基因食品从基因、基因转录、基因翻译表达三个层面的检测技术做了概述。

关键词:转基因食品 转基因农产品 食品安全 生物技术 检测技术

Abstract:  discuss on the question Genetically modified crops and Genetically modified food safety are discussed. The method of detection from gene and gene translation and gene express is given.
      Key words: Genetically modified crops   Genetically modified food  food Safety   biotechnology  Detection technology

随着生物技术的迅猛发展、基因工程技术已在农业领域中得到广泛运用。自二十世纪八十年代以来以基因改良为核心的农业生物技术正掀起第二次绿色革命。运用转基因技术(Gene transfer)能培育出优质、高产、抗病虫害、抗逆的优良品种,以缓解由于人口迅速增长、可耕地的减少、资源短缺、环境恶化而带来的农牧产品和食品短缺的危机。以农作物为例〔1〕自1994年第一例转基因延熟西红柿在美国批准上市以来,全球转基因作物种植面积迅猛扩大,由1996年的170万公顷增长到2002年的5870万公顷。转基因作物产品的全球销售额由1995年的0.75亿美元、1999年激增到21~23亿美元,预测2005年将达到80亿美元,2010年将突破250亿美元〔2〕。

转基因农产品、食品的安全性问题

1.转基因农产品、食品引发的安全性思考

随着转基因农产品、食品的迅猛增加,虽然其具有优质、高产等诸多优点,但由于转基因农产品和食品是把一种外源基因片断转移到目的物种中,从而改变目的物种的性状,特别是1998年发生的英国苏格兰Rowett研究所的Pusztai事件,虽后来被否定〔3〕,但接着1999年又发生的美国康奈尔大学Losey等报道的帝王蝶〔4〕事件至今尚在进一步验证之中。而巴西坚果蛋白质与其转基因大豆对人引起类似的过敏反应等事件,使人们对转基因农产品、食品的安全性提出众多质疑,例如:外源基因是否安全? 基因结构是否稳定且会不会产生有害人体健康的突变?基因转入后是否产生新的有害遗传性状或不利健康成分? 营养成分和其它功能性是否改变?转基因的标记基因是否会使人产生抗药基因? 是否会增加食物的过敏源〔5〕……消费者从自身健康考虑,提出转基因食品安全问题是非常自然的。转基因食品的安全性问题,已引发全球争论,对转基因食品这一新生事物做好安全性检测和评估是非常必要的。 安全性评估主要包括有无毒性、有无过敏性以及抗生素抗性等标记基因的安全性。世界各国人们都在呼吁对转基因食品进行科学的评估。

2. 实质等同性原则〔6〕

目前对食品安全性的评估均采用世界经济发展合作组织(OECD)1993年提出的实质等同性原则,即通过生物技术得到的转基因食品是否与目前市售常规食品有实质性的等同:⑴生物技术食品与传统食品有实质性等同。由于经过了长期的自然选择,机体已经对该种物质具有了良好的适应性,人类和自然环境对其也已经接受,对此类产品可不必进行安全检测与评估。⑵转基因产品与传统产品除某一插入的特定性状外,与非转基因动植物具有实质等同性。对这类转基因产品的检测应主要集中在对插入基因表达产物的检测上,不必过分强调分析其他性状,也不必考虑DNA和mRNA本身是否有毒性,因为所有生物体的DNA构件元素都是一样的。⑶转基因产品与传统产品没有实质的等同性且市场上没有与转基因食品相对应的传统产品,对该类产品则要求进行详细的安全性检测和评估,包括有无天然有毒物质、有无营养成分和抗营养因子、有无过敏源、转基因的稳定性和插入突变、基因的多效性和次级效应等。

3. 世界各国对转基因食品的认识和态度

美国是转基因食品的积极倡导者,美国公民对转基因食品采取比较宽容的态度,其转基因作物的播种面积一直占据全世界的首位。他们认为转基因食品在上市之前要经过严格的市场准入检测,在实质上和传统的食品没有什么区别即可上市。美国由FDA、EPA、USDA负责转基因食品的评价、检测和监控。这些机构与联合国粮食组织(FAD)、世界卫生组织(WHO)和美国国家科学院(NAS)对新食品管理的原则是一致的〔7〕。

欧盟对转基因食品持比较谨慎的态度,政府反对美国转基因食品涌入自己的国家。他们认为转基因食品通过生物技术将其他动物、植物、微生物的一段异源基因不定点插入目的食品,打破生物种间的界限会破坏自然的食品构成体系,造成基因水平的混乱,可能会导致一些遗传学或营养成分的非预期改变,从而危害人们的健康。同时也认为转基因食品的新组合和性状在不同遗传背景下表达,人们还缺乏其对环境、人类影响的认识,加之应用于生产和消费的时间还很短,不能拿出足够的证据来证明转基因食品对人的身体是完全安全的。但其中也不乏带有政治色彩的属于贸易壁垒的抵制。欧盟1996年制定的食品标签法规规定必须对转基因食品进行标签标注。在管理上分横向的与技术相关的法规和纵向的与产品相关的法规〔8〕。

中东一些国家由于宗教的影响从社会伦理方面考虑对转基因食品比较排斥。南美、日本、韩国等属于比较中立的国家对转基因食品不像欧盟那样排斥也不像美国那样认可,他们都开始了转基因食品安全性的试验研究。我国既积极支持转基因技术的研究同时对对转基因食品采取比较谨慎的态度,认同国际上通行的转基因食品的实质等同性原则。我国国家科委1993年颁布了《基因工程安全办法》,1996年农业部正式实施《农业生物基因工程安全性管理法规》,对转基因农产品从试验研究、中间试验、环境释放到最后的商品化全过程进行安全性评价、并制定了相应的监督检测措施。2002年3月,正式实施《农业转基因生物安全评价管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》。这些政策和法规的颁布与实施对人们食用转基因食品提供了有力的保障。〔9〕

转基因食品的检测方法

鉴于全世界对转基因食品的安全性引起的关注和激烈争论,对转基因食品的检测显得尤为重要。基因工程技术是将克隆的外源基因通过基因枪法、农杆菌介导法等方法转入目的农作物中、使目的农作物中具有外源基因所具有的优良性状。对转基因食品的检测、从转基因技术本身来分析、可从基因水平、基因转录水平和基因翻译产物水平进行。

1. 基因水平的检测

转基因技术将从各种生物中克隆出来的目的基因片断插入到靶向受体中时,一般要构建启动子、终止子、选择标记基因、报告基因等。从基因水平进行转基因的检测就是要检测受体的核酸序列、目的片断的整合位点、基因多态性、目的片断的含量分析以及启动子、终止子、选择标记基因、报告基因等。

聚合酶链式反应(polymerase chain reaction) PCR法〔10〕

对报检的样品运用PCR仪,针对外源基因设计合适的引物,通过TaqDNA酶的聚合快速特异地扩增目的基因片段,使目的基因片断以数量级速度在体外得到扩增从而可以在短短的几小时内使Pg水平的特异外源DNA片段扩增到ng乃至ug水平,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酞胺凝胶电泳,用溴化乙锭(EB)染色,在紫外光下就可观察到外源目的片断。


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