李 梁
(唐山市食品藥品綜合檢驗(yàn)檢測中心,河北 唐山 063000)
在生物學(xué)研究視域下,生物體主要依靠DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯實(shí)現(xiàn)遺傳,轉(zhuǎn)基因是指針對生物體中的DNA進(jìn)行修飾改造,使其遺傳性狀產(chǎn)生改變,以基于DNA限制性內(nèi)切酶的基因工程技術(shù)、基因克隆為代表的項(xiàng)目即為轉(zhuǎn)基因技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用層面的具體體現(xiàn)。
將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于植物食品加工生產(chǎn)領(lǐng)域,首要前提是完成目的基因的分離,隨后將目的基因與細(xì)菌載體的DNA拼接、形成重組基因,接下來運(yùn)用基因槍等方式將重組體分子導(dǎo)入到受體植物細(xì)胞中,最后篩選出包含外源基因的轉(zhuǎn)化細(xì)胞,通過無性繁殖實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的誘導(dǎo),并經(jīng)由種植、加工、生產(chǎn)等流程形成轉(zhuǎn)基因植物食品。由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)用的過程中需導(dǎo)入含有目的基因的外源DNA與載體DNA,部分情況下需選取一個(gè)能編碼的蛋白質(zhì)DNA片段連接在目的基因上、用于篩選出轉(zhuǎn)化細(xì)胞,因此多數(shù)轉(zhuǎn)基因植物食品的外源基因遺傳結(jié)構(gòu)具有相似性特點(diǎn),可選取外源基因作為轉(zhuǎn)基因植物食品檢測與鑒別的重要依據(jù)。
核酸擴(kuò)增技術(shù)簡稱為PCR技術(shù),以特定基因片段作為模板,選取人工合成寡聚核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸分別作為引物和底物,在耐熱DNA聚合酶的作用下實(shí)現(xiàn)DNA變性、模板單鏈DNA與引物的退火、引物的延伸,通過多次循環(huán)上述流程實(shí)現(xiàn)DNA片段的快速有效擴(kuò)增,在專一性、靈敏性等方面占據(jù)顯著優(yōu)勢。利用PCR技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品檢測,主要包含以下三個(gè)步驟:其一是外源基因的分離與提純,采用切、搗、研磨、粉碎等處理方法使選取食品樣品中的細(xì)胞產(chǎn)生破碎,從中分離出外源基因,隨后選用緩沖劑萃取其中游離的DNA,再利用乙醇萃取出蛋白質(zhì)。其二是在PCR儀中完成擴(kuò)增反應(yīng),以萃取出的外源基因作為模板,依據(jù)基因特點(diǎn)選取適當(dāng)引物,經(jīng)由變性、退火、延伸等流程生成PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。其三是產(chǎn)物成分檢測,常用檢測技術(shù)包含多重PCR技術(shù)、微流控技術(shù)、數(shù)字PCR技術(shù)等。以多重PCR技術(shù)為例,針對3類物種的4種外源基因、1種內(nèi)源基因共設(shè)計(jì)10對引物,形成5重PCR擴(kuò)增,循環(huán)兩輪后即可檢測出低含量的DNA,將其應(yīng)用在大豆蛋白粉等深加工植物食品檢測中,能夠有效實(shí)現(xiàn)高通量篩選與快速檢測,具有高靈敏性、高效性特點(diǎn)。
通常豆類食品中富含植物蛋白,其原料經(jīng)由加工處理后外源蛋白將發(fā)生降解或變形,一定程度上增大了目標(biāo)DNA提取的難度,易造成漏檢問題。蛋白免疫技術(shù)是一種基于免疫反應(yīng)的高靈敏檢測方法,僅需獲取到粗提物便可以快速完成測定、符合檢測需求,利用蛋白免疫原理進(jìn)行深加工植物食品檢測,可有效獲取到特異性抗體,實(shí)現(xiàn)對外源抗原蛋白的有效檢測。同時(shí),還可以運(yùn)用蛋白芯片法進(jìn)行檢測,該技術(shù)以抗原抗體反應(yīng)作為檢測原理,通過制備特異性單克隆抗體、將其偶聯(lián)在化學(xué)材料修飾的芯片上,針對芯片的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,即可獲取到轉(zhuǎn)基因成分?jǐn)?shù)值,適用于初加工植物食品的外源基因檢測。
測序技術(shù)主要以食品樣品的全基因組作為分析對象,經(jīng)由高通量大規(guī)模檢測實(shí)現(xiàn)對食品中轉(zhuǎn)基因成分的判定,檢測精度較高、可信度較高。以大豆食品檢測為例,利用測序技術(shù)針對被測樣品進(jìn)行一次性高通量測序,將獲取到的全基因組序列信息進(jìn)行比對,即可判斷出被測樣品中有無轉(zhuǎn)基因序列與轉(zhuǎn)基因序列的種類。在此基礎(chǔ)上,利用第二代DNA測序技術(shù)將獲取到的短DNA片段的雙端測序結(jié)果與基因文庫進(jìn)行比對,能夠直接篩選出可疑的插入位點(diǎn)與序列,配合PCR技術(shù)即可完成快速驗(yàn)證。
分子標(biāo)記包含PAPD、ISSR、AFLP、SCAR、SNP等多種技術(shù)手段,能夠反映出特異性DNA片段,適用于植物油的品種鑒定與轉(zhuǎn)基因成分檢測。以橄欖油為例,選用第三代分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行橄欖油成分分析,其SNP擴(kuò)增片段小,與毛細(xì)管電泳、微陣列分析等方法進(jìn)行配合使用,能夠有效達(dá)成高通量檢測目標(biāo),完成對混合品種植物油中轉(zhuǎn)基因成分的檢測,重復(fù)性較好、分辨率較高。
當(dāng)前世界各國對于轉(zhuǎn)基因食品的安全性仍持有保留意見與探討空間,社會(huì)公眾對于轉(zhuǎn)基因食品的接受度存在較大差異。因此務(wù)必要加強(qiáng)對轉(zhuǎn)基因植物食品檢測技術(shù)的研究,建立科學(xué)的食品檢測體系與鑒別標(biāo)準(zhǔn),綜合運(yùn)用多種技術(shù)方法進(jìn)行食品成分、基質(zhì)的檢測評(píng)價(jià),為食用農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展與我國食品安全提供保障。