俞濤濤，張家國(guó)，張長(zhǎng)峰，黃寶生，黃小霞

（1.山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250103；2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；3.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心，山東 濟(jì)南 250103）

轉(zhuǎn)基因作物（Genetically modified crop，GMC），即利用基因工程技術(shù)將外源DNA 轉(zhuǎn)移并整合到植物的受體基因組，改變其遺傳性狀后產(chǎn)生的植株及后代，又被稱(chēng)為遺傳修飾生物體（Genetically modified organisms，GMOS）[1]。轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植最早始于1996 年[2]，截至2018 年已有26 個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植轉(zhuǎn)基因作物，種植面積超1.90×107km2，其中轉(zhuǎn)基因作物大豆的種植面積為9.59×106km2[3]，是種植面積最大的轉(zhuǎn)基因作物。近年來(lái)，中國(guó)畜牧和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，對(duì)大豆的需求缺口很大，2020 年全年大豆進(jìn)口量達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的1.00327×108t，比2019 年的0.88513×108t 增長(zhǎng)13.3%，是本土產(chǎn)量的4 倍以上。同普通大豆蛋白質(zhì)品質(zhì)一樣，轉(zhuǎn)基因大豆是良好的蛋白質(zhì)來(lái)源，目前已普遍用于水產(chǎn)飼料，然而公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因相關(guān)食品的爭(zhēng)議不斷，其對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的影響及食用安全性問(wèn)題一直是社會(huì)食品科學(xué)問(wèn)題的焦點(diǎn)。本文通過(guò)綜述轉(zhuǎn)基因大豆在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用及其安全性研究進(jìn)展，可為其在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用和為后續(xù)研究提供參考。

1 轉(zhuǎn)基因大豆的研究歷程

轉(zhuǎn)基因大豆的研究開(kāi)始于20 世紀(jì)80 年代。1986 年美國(guó)孟山都公司從細(xì)菌中提取抗除草劑的EPSPS（5-烯醇式丙酮酰-3-磷酸莽草酸合成酶）基因，1988 年Hinchee 等[4]利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將nptⅡ基因和草甘膦抗性基因?qū)氪蠖?，首次獲得了抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆植株，標(biāo)志著轉(zhuǎn)基因大豆研究進(jìn)入新的階段。1994 年美國(guó)孟山都公司首次推出抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆，1996 年美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)在美國(guó)上市，開(kāi)始商業(yè)化種植。1997 年，杜邦公司獲得美國(guó)食品藥物管理局FDA 批準(zhǔn)商業(yè)化種植高油酸轉(zhuǎn)基因大豆。1998 年AgrEvo 公司研制的抗草甘膦大豆被批準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)[5]。經(jīng)過(guò)30 多年的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因大豆的研究進(jìn)展迅速，目前共有30 多種轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)入商業(yè)化種植，涉及的基因性狀包括耐除草劑、抗蟲(chóng)、抗逆和品質(zhì)改良，其中還包括了只具有單一性狀的品種和具有多種性狀的復(fù)合品種，應(yīng)用最廣的耐除草劑轉(zhuǎn)基因大豆就有14 種[6]。

2 轉(zhuǎn)基因大豆的種類(lèi)

依據(jù)用途不同，轉(zhuǎn)基因大豆大致分為：提高品質(zhì)、抗蟲(chóng)、抗逆、抗病和抗除草劑等類(lèi)型。在提高大豆?fàn)I養(yǎng)價(jià)值方面，常用Δ6-脂肪酸脫氫酶基因[7]、高油酸基因[8]和Core Gene Similarity（CGS）基因[9,10]來(lái)使得大豆中的γ-亞麻酸（Linolenic acid，LA）、油酸和游離甲硫氨酸水平升高。抗蟲(chóng)病方面常用的基因有蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis，Bt）殺蟲(chóng)晶體蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、凝集素基因和豇豆胰蛋白酶抑制劑（CpTI）基因等來(lái)提高植株的抗蟲(chóng)害作用[11-13]；常用潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶（hygromycin phosphotransferase II，hpt）基因與hrpZpsta 基因來(lái)對(duì)抗大豆生產(chǎn)中的主要病害大豆花葉病毒（Soybean Mosaic Virus，SMV）和大豆疫霉根腐病（Phytophthora megasperma）[14-16]?？鼓娣矫娉Ｓ玫幕蛴刑鸩藟A醛脫氫酶（BADH）基因、TaDREB3 基因和擬南芥AtMYB44 基因等，以增強(qiáng)大豆的抗鹽堿和抗干旱能力[17-19]。具有抗除草劑性質(zhì)的大豆是目前轉(zhuǎn)基因大豆中最主要的品系，其常用的抗草甘磷基因EPSPS 廣泛存在于原核生物、酵母、真菌、植物和藻類(lèi)中，可有效抵御草甘膦的作用。在抗除草劑大豆中應(yīng)用面積最廣、使用率最高型號(hào)是Roundup Ready Soybean（RRS）。

3 轉(zhuǎn)基因大豆的實(shí)質(zhì)等同性研究

生物技術(shù)的應(yīng)用提高了轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)量和商業(yè)應(yīng)用性，轉(zhuǎn)基因大豆作為第一個(gè)被批準(zhǔn)用于食品生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物，在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用潛力十分巨大[20]。不過(guò)外源基因在轉(zhuǎn)入作物的過(guò)程中具有隨機(jī)性，外源基因的整合可能會(huì)影響作物內(nèi)源基因的表達(dá)[21]，從而引起營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平的變化，產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)因子，甚至植物內(nèi)毒素等[22]。但是，大多數(shù)研究表明，抗草甘膦大豆與普通大豆之間的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平基本相同，可以部分替代水產(chǎn)飼料中的普通大豆。

3.1 營(yíng)養(yǎng)組分的實(shí)質(zhì)等同性研究

最早在1993 年，經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）提出了實(shí)質(zhì)等同性的概念，即比較轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)作物的營(yíng)養(yǎng)組成成分等指標(biāo)是否一致，若無(wú)差異則認(rèn)為該轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)作物具有實(shí)質(zhì)等同性[23]。實(shí)質(zhì)等同性原則有助于確定傳統(tǒng)作物與新作物之間的相似性和潛在差異性，是評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因作物安全性的前提和基礎(chǔ)。但這一原則僅是初步對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，為了客觀反映轉(zhuǎn)基因食物與傳統(tǒng)食物之間的差異還須全面分析以判斷其安全性[24]。

有關(guān)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆的實(shí)質(zhì)等同性研究存在爭(zhēng)議。一些研究者認(rèn)為，抗草甘膦大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆間的營(yíng)養(yǎng)組分上不存在顯著性差異，具有實(shí)質(zhì)等同性；然而，另一部分研究者觀點(diǎn)正好相反，認(rèn)為抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆間的營(yíng)養(yǎng)成分存在差異，甚至有些差異顯著，即不具有實(shí)質(zhì)等同性。不可否認(rèn)，轉(zhuǎn)基因大豆的種植和應(yīng)用在世界范圍內(nèi)均得到了很大程度的推廣，但是對(duì)其安全性一直飽受質(zhì)疑。評(píng)價(jià)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆是否具有實(shí)質(zhì)等同性，不止是營(yíng)養(yǎng)成分，更需要關(guān)注其對(duì)環(huán)境、對(duì)動(dòng)物影響是否相同，而這還需長(zhǎng)期的研究。有關(guān)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆的營(yíng)養(yǎng)組分（包括蛋白質(zhì)及氨基酸、脂肪及脂肪酸、維生素和礦物元素）的實(shí)質(zhì)等同性研究結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆（RRS）的實(shí)質(zhì)等同性研究Tab.1 Research on the substantial equivalence of glyphosate-resistant transgenic soybeans（RRS）

3.2 抗?fàn)I養(yǎng)因子的實(shí)質(zhì)等同性研究

大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子是造成水產(chǎn)動(dòng)物病理學(xué)變化的一個(gè)重要因素，是引發(fā)水產(chǎn)動(dòng)物腸道炎癥、臟體變化的主要原因?？?fàn)I養(yǎng)因子普遍存在于植物中，由植物代謝產(chǎn)生，是具有對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生抗?fàn)I養(yǎng)作用的一類(lèi)物質(zhì)。大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子包括蛋白酶抑制因子、脲酶、凝集素；植酸、寡糖、單寧、抗原蛋白、抗維生素因子、致甲狀腺腫因子和生氰糖甙等[29]。目前轉(zhuǎn)基因大豆與普通大豆的抗?fàn)I養(yǎng)因子差異性研究情況見(jiàn)表2。

表2 抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆（RRS）的抗?fàn)I養(yǎng)因子研究Tab.2 Research on antinutritional factors of glyphosate-resistant transgenic soybeans（RRS）

4 轉(zhuǎn)基因大豆在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

根據(jù)實(shí)質(zhì)等同性原則，可將抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆作為水產(chǎn)用蛋白質(zhì)原料?，F(xiàn)已證明，抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆可替代部分魚(yú)粉，并在鯉（Cyprinus carpio）[38]、大西洋鮭（Salmo salar L.）[39]、虹鱒（Oncorhynchus mykiss）[40]等養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的配合飼料中得到應(yīng)用，其不顯著影響?zhàn)B殖品種的生長(zhǎng)與品質(zhì)。

4.1 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)性能和飼料利用率的影響

魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)性能和飼料利用率是評(píng)價(jià)飼料養(yǎng)殖效果最為重要的指標(biāo)。SUHARMAN 等用含有抗草甘膦大豆的飼料喂養(yǎng)平均體質(zhì)量為49.5 g 的尼羅羅非魚(yú)（Oreochromis niloticus）幼魚(yú)[41]和平均體質(zhì)量為22 g 的幼鯉[42]長(zhǎng)達(dá)12 周后沒(méi)有死亡，轉(zhuǎn)基因大豆組與普通大豆組相比，增重率與特定生長(zhǎng)率（Specific growth rate，SGR）、飼料效率（Feed efficiency，F(xiàn)E）、蛋白質(zhì)效率以及蛋白質(zhì)保留率都未見(jiàn)改變。LIU 等[38]用轉(zhuǎn)基因大豆飼料飼養(yǎng)三種不同食性的鯉科魚(yú)類(lèi)，草魚(yú)（Ctenopharyngodon idella）、異育銀鯽（Carassius auratus auratus）和青魚(yú)（Mylopharyngodon piceus），8 周的飼養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因大豆與普通大豆組同種魚(yú)類(lèi)的SGR 與FE 沒(méi)有明顯差別。對(duì)斑點(diǎn)叉尾（Ictalurus punctatus）[43]、大西洋鮭[39]和虹鱒[40]等肉食性魚(yú)類(lèi)的類(lèi)似研究也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)和飼料利用上的顯著差異，說(shuō)明抗草甘膦大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)上述魚(yú)類(lèi)的飼喂效果一樣。

4.2 抗草甘膦大豆對(duì)魚(yú)體成分的影響

魚(yú)體成分變化是評(píng)判轉(zhuǎn)基因飼料對(duì)魚(yú)類(lèi)影響的重要指標(biāo)之一。SUHARMAN 等[41]用抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆配制的飼料飼養(yǎng)尼羅羅非魚(yú)12 周后發(fā)現(xiàn)，盡管飼喂轉(zhuǎn)基因飼料實(shí)驗(yàn)組全魚(yú)的粗脂肪含量略高于飼喂非轉(zhuǎn)基因飼料的對(duì)照組，但全魚(yú)的水分和粗蛋白含量沒(méi)有顯著性差異。LIU 等[38]比較了魚(yú)粉、抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆、非轉(zhuǎn)基因大豆飼料對(duì)草魚(yú)、異育銀鯽和青魚(yú)的飼喂效果，發(fā)現(xiàn)無(wú)論哪種魚(yú)類(lèi)，不同飼料處理不影響全魚(yú)的粗蛋白、粗脂肪、灰分和水分含量。同樣，飼喂抗草甘膦大豆飼料對(duì)鯉[42]、大西洋鮭[44]的魚(yú)體成分的影響與飼喂普通大豆飼料的效果相同。

5 轉(zhuǎn)基因大豆作為水產(chǎn)動(dòng)物飼料原料的安全性研究進(jìn)展

5.1 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的病理學(xué)研究

轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)魚(yú)類(lèi)的病理生理學(xué)影響主要表現(xiàn)為引發(fā)腸道炎癥和臟器指數(shù)變化。BAKKE 等[45]以普通大豆與魚(yú)粉作為對(duì)照組，用含17%的抗草甘膦大豆飼喂大西洋鮭稚魚(yú)三個(gè)月，發(fā)現(xiàn)各組魚(yú)腸道炎性細(xì)胞因子腫瘤壞死因-α、白細(xì)胞介素1β、γ干擾素等基因表達(dá)量無(wú)差異。FROYSTAD[46]在研究抗草甘膦大豆對(duì)大西洋鮭組織學(xué)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因大豆組中度炎癥的發(fā)生率高于非轉(zhuǎn)基因大豆組，但是，位于腸細(xì)胞刷狀邊緣的亮氨酸氨肽酶、麥芽糖酶和酸性磷酸酶活性以及主要組織相容性復(fù)合體II+細(xì)胞數(shù)量均未見(jiàn)顯著性差異。迄今的研究表明，食用轉(zhuǎn)基因大豆和非轉(zhuǎn)基因大豆均可導(dǎo)致微絨毛缺失、受損、變形、變短和變厚。

臟器系數(shù)可以間接反映動(dòng)物臟器的受損情況。HEMRE 等[47]發(fā)現(xiàn)，攝食含17%RRS 的飼料時(shí)，大西洋鮭的大西洋鮭脾臟系數(shù)稍高于普通大豆組，可能與白細(xì)胞活性有關(guān)，機(jī)體受外源刺激后激活并增殖白細(xì)胞。而SANDEN 等[39]用12.5%RRS 飼料喂養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，RRS 組與普通大豆組大西洋鮭的相對(duì)器官重量沒(méi)有顯著差異，這與SISSENER 等[48]的研究結(jié)果相同，還發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆組的中腸系數(shù)顯著低于普通大豆組。

由此可見(jiàn)，大豆對(duì)大西洋鮭所造成的腸道炎癥與轉(zhuǎn)基因無(wú)關(guān)，轉(zhuǎn)基因大豆不會(huì)顯著影響大西洋鮭的臟器指數(shù)。目前轉(zhuǎn)基因作物對(duì)水產(chǎn)生物影響的研究較少，以上研究尚不能得知轉(zhuǎn)基因大豆是否對(duì)水產(chǎn)生物產(chǎn)生病理學(xué)影響。目前大部分報(bào)道轉(zhuǎn)基因作物對(duì)其他動(dòng)物的器官發(fā)育沒(méi)有影響。劉莎莎等[49]研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)飼養(yǎng)21 d 的肉仔雞3 個(gè)免疫器官指數(shù)和42 d 的肉仔雞胸腺和脾臟器官指數(shù)沒(méi)有影響。Hammond 等[50]用轉(zhuǎn)基因玉米飼喂小鼠90 d發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)基因玉米含量為11%和33%組與普通對(duì)照組的小鼠臟體指數(shù)不存在顯著性差異。Momma[51]等研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)大豆球蛋白基因大米對(duì)轉(zhuǎn)基因組小鼠與商品飼料組、常規(guī)飼料組小鼠的免疫器官指數(shù)、病理學(xué)癥狀、組織病理學(xué)等都不存在顯著差異。

5.2 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物血清免疫能力的影響

目前有關(guān)轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)魚(yú)類(lèi)的免疫性能研究主要集中于常規(guī)非特異性免疫分析，如全血與血清生化指標(biāo)、溶菌酶；特異性體液免疫分析，如免疫球蛋白M。受到外界影響或環(huán)境變化使魚(yú)體發(fā)生生理或病理變化時(shí)，魚(yú)體液各項(xiàng)指標(biāo)必定會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化，引起多種激素、血清底物濃度、血細(xì)胞參數(shù)或各種血清和臟體中酶活性的變化[52]。LIU 等[38]研究了普通大豆與抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)草魚(yú)、異育銀鯽和青魚(yú)的影響，發(fā)現(xiàn)這三種鯉科魚(yú)類(lèi)的天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性和肝胰腺總抗氧化能力不受大豆的種類(lèi)和熱處理的影響。攝食含轉(zhuǎn)基因大豆或非轉(zhuǎn)基因大豆日糧的異育銀鯽肝胰臟谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性明顯高于攝食魚(yú)粉日糧的異育銀鯽，這可能是大豆對(duì)異育銀鯽的肝臟損害較大，而與大豆是否為轉(zhuǎn)基因無(wú)關(guān)。HEMRE 等[47]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加17%RRS 組大西洋鮭的血液參數(shù)、血漿營(yíng)養(yǎng)濃度和血漿中特異性酶的水平與非轉(zhuǎn)基因大豆組顯著相比不差異。同樣的，SANDEN 等[39]發(fā)現(xiàn)，添加12.5%RRS 組大西洋鮭稚魚(yú)的甘油三酯水平低于普通大豆組，血漿營(yíng)養(yǎng)物濃度和酶活性沒(méi)有變化，可能是抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆增強(qiáng)了大西洋鮭的能量代謝或是兩種大豆的皂甙水平略有不同所致?？共莞熟⒋蠖箤?duì)大西洋鮭的溶菌酶活性或遠(yuǎn)端腸的總免疫球蛋白M 含量未見(jiàn)顯著性差異[46]。

由此可見(jiàn)，抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)草魚(yú)、異育銀鯽、青魚(yú)和大西洋鮭的免疫毒性沒(méi)有顯著性差異，即使存在差異也與大豆是否為轉(zhuǎn)基因無(wú)關(guān)。這與劉莎莎等對(duì)肉仔雞及初歡歡等[53]對(duì)生長(zhǎng)豬的研究結(jié)果相近：轉(zhuǎn)基因大豆飼養(yǎng)21 d 組與42 d 組的肉仔雞，與普通大豆對(duì)照組相比，谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶活性和葡萄糖和甲狀腺素含量不存在顯著性差異；用含26.5%轉(zhuǎn)基因飼料飼養(yǎng)生長(zhǎng)豬35 d 后，其血清谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性、葡萄糖、甘油三酯、總膽固醇、總蛋白、白蛋白、球蛋白、尿素氮含量與普通大豆添加組無(wú)顯著差異，堿性磷酸酶活性明顯高于普通大豆組。

5.3 草甘膦殘留對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的環(huán)境毒性研究

目前使用最為廣泛的RRS 大豆具有抗草甘膦特性，種植時(shí)直接噴灑大量草甘膦以達(dá)到除草的目的。雖然早在1997 年，美國(guó)環(huán)保部對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆、大豆飼料、大豆干草中的草甘膦殘留限制分別放寬為20 mg·kg-1、100 mg·kg-1和200 mg·kg-1[54]，但這并不代表草甘膦的毒性較低。廖藝鈺等[55]的急性毒性研究發(fā)現(xiàn)，草甘膦對(duì)斑馬魚(yú)的96 h LC50（96 h 半數(shù)致死濃度）為0.879 mg·L-1；41%草甘膦異丙銨鹽水劑對(duì)草魚(yú)、鰱和鯽的96 h LC50為0.2518 mg·L-1、0.2588 mg·L-1、0.2599 mg·L-1[56]。

肖永紅等[57]研究發(fā)現(xiàn)，亞致死劑量0.79 ml·L-1的草甘膦溶液對(duì)中華大蟾蜍（Bufo gargarizans）的蝌蚪生長(zhǎng)、發(fā)育不利，降低蟾蜍在蝌蚪期的生理功能和環(huán)境適應(yīng)度，最終影響蟾蜍的生長(zhǎng)。張彬彬[58]為了探究轉(zhuǎn)基因大豆中殘留的草甘膦對(duì)鯽的影響，用上限值為2.56 mg·L-1的5 個(gè)不同梯度的草甘膦溶液研究了鯽肝臟內(nèi)膜系統(tǒng)和超氧化物歧化酶（SOD）活性。結(jié)果表明，隨著草甘膦濃度的增加，鯽肝細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)中線粒體腫脹及空泡化、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)空泡化。這種核結(jié)構(gòu)的改變預(yù)示著機(jī)體內(nèi)細(xì)胞死亡或壞死；不同質(zhì)量濃度的草甘膦處理均使鯽肝臟中SOD 活性增強(qiáng)，且隨著草甘膦濃度的升高而升高，在96 h時(shí)體內(nèi)SOD 不足以清除多余的氧自由基，出現(xiàn)抑制效應(yīng)，這與范瑾煜[59]對(duì)鯽暴露于草甘膦中的影響結(jié)果相似。

綜上，斑馬魚(yú)、草魚(yú)、鰱和鯽的半數(shù)致死濃度均遠(yuǎn)低于美國(guó)農(nóng)業(yè)局的標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明草甘膦殘留就算在標(biāo)準(zhǔn)之下也不一定安全；高濃度的草甘膦殘留會(huì)引起某些水產(chǎn)生物的毒理學(xué)變化，但目前的研究都是直接添加高濃度草甘膦溶液進(jìn)行研究，普通大豆或轉(zhuǎn)基因大豆中草甘膦殘留對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的影響卻鮮有報(bào)道，因此在實(shí)際應(yīng)用中轉(zhuǎn)基因大豆是否會(huì)因?yàn)椴莞熟埩舳鴮?duì)養(yǎng)殖物種產(chǎn)生額外影響還不得而知，所以，探究轉(zhuǎn)基因大豆飼料中草甘膦殘留必須作為一個(gè)飼用安全性考慮的范疇，因此需結(jié)合先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)去研究草甘膦在魚(yú)體內(nèi)的殘留量、長(zhǎng)期投喂積累量的變化及對(duì)魚(yú)類(lèi)是否產(chǎn)生不利影響等。

6 轉(zhuǎn)基因大豆在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)殘留的安全性問(wèn)題

中國(guó)目前只允許進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆用于飼料加工，這些作物生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品還面臨著各種爭(zhēng)議，公眾質(zhì)疑轉(zhuǎn)基因食品是否具有潛在的毒性、過(guò)敏反應(yīng)以及抗生素風(fēng)險(xiǎn)等[60]。美國(guó)是世界上轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用最廣的國(guó)家，雖然在過(guò)去的二十多年里美國(guó)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)格意義上的有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品有害研究的報(bào)道[61]，但很多人還是十分抵觸直接接觸轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。因此作為飼料原料的轉(zhuǎn)基因大豆在養(yǎng)殖動(dòng)物體內(nèi)的殘留就成了研究?jī)?nèi)容。菌株CP4 EPSPS賦予對(duì)除草劑草甘膦的耐受性[62]，因此這些大豆含有由花椰菜花葉病毒（Cauliflower mosaic virus,CaMV）啟動(dòng)子組成的重組基因。該啟動(dòng)子調(diào)控CP4 EPSPS 和胭脂堿合酶（Nopaline synthase,NS）基因的終止子，使得CaMV35S 啟動(dòng)子片段僅能在轉(zhuǎn)基因大豆中檢測(cè)到。

SUHARMAN 等[41]分別給體質(zhì)量49.5 g 的尼羅羅非魚(yú)頭欸添加了34%和48%的轉(zhuǎn)基因大豆等量的普通大豆飼養(yǎng)12 周，用PCR 測(cè)定魚(yú)體肌肉中CaMV35S 啟動(dòng)子片段的存在。結(jié)果表明，在非轉(zhuǎn)基因飼料組的魚(yú)體肌肉樣品中未檢測(cè)到CaMV35S 啟動(dòng)子片段；而在第8 周結(jié)束時(shí)，從喂食48%轉(zhuǎn)基因飼料組的20 尾魚(yú)的2 個(gè)魚(yú)肉樣品中檢測(cè)到了該碎片，在第12 周結(jié)束時(shí)，飼喂34%轉(zhuǎn)基因飼料魚(yú)體肌肉樣本中，1/10 為陽(yáng)性。序列分析驗(yàn)證了魚(yú)肌肉樣品中CaMV35S PCR 產(chǎn)物的身份，表明其與CaMV35S啟動(dòng)子參考序列（GenBank 登錄號(hào)V00141）相同。改用非轉(zhuǎn)基因飼料后，在原先飼喂兩組轉(zhuǎn)基因飼料的魚(yú)體肌肉樣品中均未檢測(cè)到CaMV35S 啟動(dòng)子片段。SUHARMAN 等[63]為了研究抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆的轉(zhuǎn)基因片段在血液和器官中轉(zhuǎn)移的可能性，又用含48%轉(zhuǎn)基因或非轉(zhuǎn)基因大豆的飼料喂養(yǎng)體質(zhì)量為78.0 g 的尼羅羅非魚(yú)21 d。在此期間，先用轉(zhuǎn)基因大豆蛋白飼料喂養(yǎng)12 d，再用非轉(zhuǎn)基因大豆蛋白飼料喂養(yǎng)9 d，以確定轉(zhuǎn)移的CaMV35S 啟動(dòng)子片段的剩余壽命。在喂食期間，每3 d 取一次血、脾、肝、腸、腎和肌肉組織樣品，提取總DNA，進(jìn)行PCR分析，以確定CaMV35S 啟動(dòng)子的108 bp 片段的存在。結(jié)果顯示，在除肌肉外的所有器官樣品中都檢測(cè)到少量和信號(hào)微弱的CaMV35S 啟動(dòng)子片段，而在改喂非轉(zhuǎn)基因生物基質(zhì)飼料3 d 后沒(méi)有檢測(cè)到，證實(shí)了CaMV35S 啟動(dòng)子片段在魚(yú)的肌肉和器官透射率非常低。同樣，CHAINARK 等[64]用轉(zhuǎn)基因大豆配制的飼料飼養(yǎng)虹鱒12 周PCR 檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，魚(yú)肌肉中含轉(zhuǎn)基因大豆蛋白的CaMV35S 啟動(dòng)子片段，但在改喂非轉(zhuǎn)基因飼料后第5 d 啟動(dòng)子片段消失。隨后，測(cè)量了轉(zhuǎn)基因植物和非轉(zhuǎn)基因植物中含有外來(lái)DNA 片段的降解情況，評(píng)估其對(duì)魚(yú)類(lèi)的安全性，發(fā)現(xiàn)這些外源基因片段在胃和腸中沒(méi)有完全降解，可能通過(guò)胃腸道進(jìn)入器官。說(shuō)明投喂含有轉(zhuǎn)基因大豆配制的飼料會(huì)在尼羅羅非魚(yú)和虹鱒體內(nèi)殘留，但轉(zhuǎn)基因大豆的基因殘留是暫時(shí)的，會(huì)隨著機(jī)體的代謝排出體外。

7 展望

7.1 建立健全轉(zhuǎn)基因大豆作為水產(chǎn)飼料的安全性評(píng)價(jià)體系

目前,國(guó)際上公認(rèn)的轉(zhuǎn)基因植物安全性評(píng)價(jià)主要包括環(huán)境和食品安全性?xún)煞矫?，而評(píng)價(jià)體系中的實(shí)質(zhì)等同性原則存在著一定的缺陷。該原則可以作為評(píng)估轉(zhuǎn)基因食物安全性的參考，但不能作為評(píng)估安全性的準(zhǔn)則。評(píng)估轉(zhuǎn)基因作物對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的安全性，需考慮對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、肉質(zhì)和免疫安全性，轉(zhuǎn)基因作物作為原料飼喂水產(chǎn)動(dòng)物來(lái)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等效性。免疫安全性評(píng)價(jià)是食品安全性評(píng)價(jià)中最為有效的評(píng)價(jià)手段，是轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)體系中重要的組成部分。目前的研究大部分集中在對(duì)全血和血液生化指標(biāo)的分析或者腸道組織病變與其他免疫器官的臟體指數(shù)分析，而鮮見(jiàn)其他免疫指標(biāo)的研究報(bào)道。免疫安全性評(píng)價(jià)方面的欠缺需要從組織病理學(xué)觀察、免疫器官指數(shù)分析、常規(guī)非特異性免疫分析、特異性體液免疫分析、細(xì)胞免疫分析、腸道黏膜免疫分析等6 個(gè)方面著手[65]，目前在動(dòng)物，特別是水產(chǎn)動(dòng)物中，對(duì)相關(guān)毒理與病理學(xué)的研究很少且不深入，這需要大量的實(shí)驗(yàn)去分析與驗(yàn)證；評(píng)估轉(zhuǎn)基因飼料飼喂的水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)人體的安全性即為食品安全，由轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)的消化率和其在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的摻入量決定，轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)消化的不完全以及其在機(jī)體內(nèi)的高滲入量會(huì)給食用這些水產(chǎn)動(dòng)物的人們帶來(lái)安全性上的擔(dān)憂(yōu)，即基因殘留的安全隱患，而養(yǎng)殖體體內(nèi)的殘留可能會(huì)進(jìn)入人體，產(chǎn)生未知的生理影響。不過(guò)轉(zhuǎn)基因或含有外源基因片段殘留的食品是否對(duì)人體有害目前尚無(wú)定論[66]。因此，建立完善的轉(zhuǎn)基因大豆的安全性評(píng)價(jià)體系尤為迫切。

7.2 加強(qiáng)外源基因殘留的安全性研究

測(cè)定外源基因的殘留必須是評(píng)估轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物安全性的重要一環(huán)。含有基因殘留的水產(chǎn)動(dòng)物可能與野生及非轉(zhuǎn)基因同屬動(dòng)物雜交而產(chǎn)生“基因漂移”，可能影響野生動(dòng)物種群的遺傳多樣性[67]。然而，目前已有的研究?jī)H局限于魚(yú)體本身。在使用轉(zhuǎn)基因飼料養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物的過(guò)程中，剩余飼料和水產(chǎn)動(dòng)物產(chǎn)生的糞便都有可能含有轉(zhuǎn)基因片段，其對(duì)環(huán)境水體是否造成污染以及是否對(duì)周?chē)鷳B(tài)物種產(chǎn)生影響尚未見(jiàn)報(bào)道。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)用轉(zhuǎn)基因飼料養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物水環(huán)境的檢測(cè)與分析，了解轉(zhuǎn)基因片段在水環(huán)境中的轉(zhuǎn)移途徑與有效存在時(shí)間，分析其在水環(huán)境的含量，評(píng)估基因漂移對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象與周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響程度?；蚱扑斐傻暮蠊赡苓h(yuǎn)比對(duì)養(yǎng)殖物種所造成影響的后果可怕，它可能會(huì)影響生態(tài)環(huán)境、破壞生態(tài)圈的完整性，造成長(zhǎng)遠(yuǎn)的不良影響。

7.3 填補(bǔ)轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)親本及子代的安全性研究空白

轉(zhuǎn)基因作物是否會(huì)通過(guò)親本進(jìn)行代際遺傳是個(gè)根本性的問(wèn)題，相關(guān)研究對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物和人類(lèi)的影響意義重大。水產(chǎn)的相關(guān)研究尚屬空白，但對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展意義重要，亟須未來(lái)的研究者去填補(bǔ)。目前僅見(jiàn)SISSENER 等[68]給斑馬魚(yú)（Danio rerio）親本與子一代投喂添加轉(zhuǎn)基因大豆飼料中，發(fā)現(xiàn)其肝對(duì)生長(zhǎng)和應(yīng)激影響的報(bào)道，肝臟中RNA 總量和SOD-1 的mRNA 轉(zhuǎn)錄水平偏低。BRAKE 和EVENSON[69]研究了抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)三代小鼠睪丸發(fā)育的影響，連續(xù)三代小鼠一生中六個(gè)定期的生殖細(xì)胞數(shù)量，確定飲食在生命的任何階段都不會(huì)對(duì)睪丸發(fā)育產(chǎn)生可檢測(cè)的影響。DALEPRANE 等[70]測(cè)量?jī)纱笫蟮膬舻鞍踪|(zhì)比率和蛋白質(zhì)功效比率，研究了抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆和有機(jī)大豆的使用情況。雖然兩組大豆大鼠的體質(zhì)量比、蛋白質(zhì)攝入量和品質(zhì)等存在一定差異，但從親本到子代，在同一組中沒(méi)有觀察到顯著的體質(zhì)量差異。TUDISCO 等[71]研究了用草甘膦耐受大豆喂養(yǎng)兩代山羊（20 只懷孕奶山羊在宰殺前的60 d、30 d 和15 d）15 d、30 d 和60 d 血液和乳汁中轉(zhuǎn)基因DNA片段的存在。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳酸脫氫酶（LDH）活性和乳酸脫氫酶同工酶之間的替換有顯著差異。普通大豆組山羊的肝臟（LDH1）和腎臟（LDH1）、肌肉（LDH1 和LDH2）中的LDH 活性增加，而在飲用轉(zhuǎn)基因組山羊羊奶的幼體中，心臟（LDH2 和LDH3）和肌肉（LDH5）中的LDH 活性減少。組織中LDH 水平升高表明細(xì)胞代謝增加，但血清中相應(yīng)的酶活性保持不變，因此這種影響尚不清楚，作者不認(rèn)為這是一個(gè)健康問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，TUDISCO 等表明了轉(zhuǎn)基因大豆可能會(huì)對(duì)新陳代謝產(chǎn)生一些影響，盡管尚不清楚這是否表明存在健康風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。