謝靈燕 何良興 魏云瀟

1 引言

2011年5月,某地的媒體披露了一些小販銷售的黃瓜,為了保持頭頂黃花不敗抹上避孕藥的事件,被稱為“避孕藥黃花”。事實上,農(nóng)產(chǎn)品的安全事件屢次發(fā)生,引起了社會大眾的擔(dān)心和議論。因此,科學(xué)檢測前沿技術(shù)是加強農(nóng)產(chǎn)品的檢測至關(guān)重要。在這種形勢下,對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)的解析,以及這些技術(shù)的應(yīng)用研究具有了現(xiàn)實意義。

2 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)解析

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)較多,比如基因芯片法、PCR技術(shù)檢測、核酸印跡檢測等檢測方法,本文就從這些檢測法中重點解析幾種。

2.1 基因芯片法

在轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測中有一種基因芯片檢測法,事實上這種技術(shù)就是反向斑點雜交,只不過具備了高度集成化而已。檢測的時候,在載體上固定好探針分子,將需要檢測的基因經(jīng)過末端標記、PCR等等操作之后,就會成為具有熒光染料或者同位素核酸分子,并具有特有的標記,再將這些具有標記的核酸分子與探針進行雜交。因為具有不同的標記方法,就能夠通過激光共聚焦的顯微鏡、CCD相機或者放射自顯影等方式顯示出每一個斑點信號具備的強度,再通過計算機將雜交信息做一些處理,就可以得到基因的雜交譜。

2.2 PCR技術(shù)檢測法

PCR技術(shù)又被稱為基因擴增技術(shù),這種技術(shù)是采用體外引物介導(dǎo)催化DNA聚合酶,進而進行聚合反應(yīng),這種方法能夠在極短的時間中精確是大量復(fù)制任何目的序列,即是將引物、模板DNA以及4中脫氧核苷酸共同存在下依據(jù)DNA聚合酶促合進行反應(yīng)。PCR技術(shù)自身沒有特異性,它的特異性主要是因模板DNA與引物結(jié)合而產(chǎn)生的。這種方法十分簡單易行,而且反應(yīng)十分迅速,在短短的時間中就能夠得到數(shù)百萬的特異DNA序列拷貝。

在實際檢測中,PCR技術(shù)是按照三步進行反應(yīng):變性,退火,延伸；即是經(jīng)過高溫變性,低溫退火以及中溫進行延伸這三個溫度之間的循環(huán),將模板上的兩個引物間的片段進行擴增。而且溫度每循環(huán)一次都能夠讓拷貝DNA的數(shù)目成倍增加,當(dāng)增加了循環(huán)次數(shù),那么目的基因堆積是按照2n-2n形式進行。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),PCR技術(shù)也會受到許多因素的影響,其中主要有:底物的濃度、引物、PCR的濃度以及其反應(yīng)酶、PCR反應(yīng)的緩沖液以及PCR反應(yīng)的條件等。當(dāng)然使用PCR技術(shù)作為轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測,首先要確定待檢測農(nóng)產(chǎn)品的重組DNA信息,便于根據(jù)實況使用科學(xué)的引物,不同的重組DNA使用不同的作物與改良目標。在檢測過程中,因檢測原理與檢測結(jié)果的形式不完全相同,PCR技術(shù)也分為幾類:競爭性的定量PCR檢測、定性PCR檢測以及熒光定量PCR檢測。

(1)定性PCR檢測；這種方法是利用待測的農(nóng)產(chǎn)品作為DNA模板,其引物大都是約為20nt左右寡核苷酸,引物能和特定的外源基因DNA序列進行配對互補,然后在聚合酶的催化下,讓基因片段在體外快速的進行擴增,就能夠?qū)⑻囟ǖ?、微量的目標DNA片段在很短時間內(nèi)擴增為原來的百萬倍。然后再將擴展物通過溴化已錠、瓊脂糖凝膠電泳進行染色之后,就能通過雜交分析,對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品進行檢測。比如,對NOS終止子、35s啟動子進行檢測,就能夠?qū)共莞熟⒋蠖怪械霓D(zhuǎn)基因成分篩選出來,實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品的檢測。

(2)競爭性的定量PCR檢測；這種防范主要是構(gòu)建出待測樣品的DNA和競爭DNA兩者進行互相競爭,得出相同的引物與底物,再采用電泳得出結(jié)果,得出其工作曲線圖,然后根據(jù)曲線圖進行定理分析,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)基因檢測。

(3)熒光定量的PCR檢測；這種檢測方法是將熒光基團加入到PCR的反應(yīng)體系中,通過熒光的信號時刻檢測著PCR的進程,然后將整個檢測過程描繪出標準曲線,再將這個曲線和未知模板做出定量的分析。

2.3 核酸印跡檢測法

核酸印跡檢測法不但能夠檢測出農(nóng)產(chǎn)品的外源DNA,還能夠檢測出農(nóng)產(chǎn)品基因組排列的情況、外源基因的穩(wěn)定性以及拷貝的數(shù)目。而且這種方法還能夠除掉檢測中產(chǎn)生的假陽性信號。但是這種方法存在的不足也不少,不能夠?qū)Υ郎y農(nóng)產(chǎn)品的DNA做原位的交雜,也沒有放大、擴增過程,而且其靈敏度遠不及PCR技術(shù),檢測起來不但復(fù)雜也耗時較多,因此一般不使用這種方法,該文就不做詳細闡述。

3 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)運用

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍運用基因工程技術(shù),轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品作物是世界各地普遍種植。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截止到2010年底,種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的面積就高達2.12億公頃。我國對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的種植更是突飛猛進,到2009年底我國已經(jīng)種植了番茄、番木瓜、大豆、玉米、棉花等9種作物。在這種形勢下,轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全成為了人們深深憂慮的問題,迫切需要科學(xué)的前沿技術(shù)來檢測。因此,急需構(gòu)建出快速、高效轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù),成為了研究發(fā)展的新趨勢。

在許多檢測前沿技術(shù)上,核酸印跡法因為存在的問題較多,因此其運用比較狹隘,除非必須檢測出基因組的拷貝數(shù)、排列情況以及其穩(wěn)定性才使用；而基因芯片檢測法雖然具備高效率、高靈敏度、自動化、成本低以及結(jié)果明確等等優(yōu)點,但是檢測的設(shè)備造價較高且檢測的范圍比較窄,也沒有的都廣泛使用；而相比之下PCR技術(shù),不但能夠?qū)崿F(xiàn)核算印跡法的一些優(yōu)點同樣兼具基因芯片檢測法的優(yōu)點,而且能夠?qū)⒋郎yDNA進行原位雜交,能夠放大、擴增過程,因此PCR技術(shù)是目前轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)中使用比較廣泛的技術(shù)之一。

4 結(jié)語

隨著基因工程的高速發(fā)展,轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品越來越廣泛的出現(xiàn)在消費市場。轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全問題不但受到人們的關(guān)注,也是有關(guān)專家和學(xué)者研究的重要課題。在這種形勢下,可靠準確的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品檢測前沿技術(shù)成為了順利實行轉(zhuǎn)基因標識制度的關(guān)鍵。

參考文獻

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