一紙測(cè)出轉(zhuǎn)基因
《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》（2015年03月23日06 版）
編者按
針對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種子選育、生產(chǎn)和銷售等環(huán)節(jié)管理問題凸顯等情況，近日，農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《農(nóng)業(yè)部2015年農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全監(jiān)管工作方案》，瞄準(zhǔn)重點(diǎn)單位、重點(diǎn)環(huán)節(jié)和重點(diǎn)區(qū)域，對(duì)水稻、玉米等進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管，建議“充分利用試紙條等快速檢測(cè)方法，降低成本，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍”。由中國(guó)農(nóng)科院油料作物所研制的“Cry1Ab/Cry1Ac快速檢測(cè)試紙”成為被農(nóng)業(yè)部推薦使用的首選產(chǎn)品。
轉(zhuǎn)基因快速檢測(cè)試紙——快速識(shí)別轉(zhuǎn)基因品種的“利器”
繪圖：吳狄
本報(bào)記者繆翼
據(jù)百度《3·15質(zhì)量大數(shù)據(jù)報(bào)告》顯示，今年網(wǎng)民最關(guān)注的消費(fèi)問題中，食品安全居首。而這其中，“轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？”“轉(zhuǎn)基因食品可檢測(cè)出來嗎？”等一系列有關(guān)轉(zhuǎn)基因的話題關(guān)注度高達(dá)60.24%。
而去年4月，湖北省武漢市一家大型超市檢測(cè)出含有轉(zhuǎn)基因成分的“Bt汕優(yōu)63”大米曾引起軒然大波。雖然這種水稻獲得了轉(zhuǎn)基因生物安全證書，但未得到商業(yè)化種植許可。
面對(duì)轉(zhuǎn)基因非法擴(kuò)散行為，如果能采用便捷、低成本的手段，在轉(zhuǎn)基因作物實(shí)驗(yàn)室研究和試驗(yàn)、品種區(qū)域試驗(yàn)和審定、種子生產(chǎn)和銷售、產(chǎn)品加工等各重點(diǎn)環(huán)節(jié)加以監(jiān)管，可能就不會(huì)讓轉(zhuǎn)基因大米流入市場(chǎng)。
那么，看不見摸不著的轉(zhuǎn)基因物質(zhì)，究竟通過什么途徑能夠被快速有效地檢測(cè)出來呢？近日，農(nóng)業(yè)部推薦了5種快速檢測(cè)轉(zhuǎn)基因的試紙條，以期降低成本，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍。由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所研制的“Cry1Ab/Cry1Ac快速檢測(cè)試紙”成為其中首選產(chǎn)品。
速度：14分鐘檢測(cè)40份不同水稻和玉米樣品，轉(zhuǎn)基因檢測(cè)無漏洞
能夠快速檢測(cè)轉(zhuǎn)基因物質(zhì)的試紙？帶著好奇，記者連線了油料作物所研究院吳剛。“模樣、原理以及使用方法，基本和早孕試紙雷同。”吳剛說，“該試紙條應(yīng)用雙抗體夾心免疫層析的原理，樣本中的抗原在側(cè)向移動(dòng)的過程中與膠體金標(biāo)記的特異性單克隆抗體1結(jié)合，形成抗原-抗體復(fù)合物，繼續(xù)向前方流動(dòng)和NC膜檢測(cè)線上特異性單克隆抗體2的結(jié)合形成雙抗體夾心復(fù)合物。如果樣本中抗原含量大于1%，檢測(cè)線顯紅色，結(jié)果為陽性；反之，檢測(cè)線不顯色，結(jié)果為陰性。”聽了吳剛的形象描述，記者對(duì)于轉(zhuǎn)基因檢測(cè)試紙有了比較直接的印象。
“取一粒水稻種子，充分壓碎，轉(zhuǎn)移到做好標(biāo)記的提取管中。加0.5毫升提取緩沖液溶解，蓋好提取管的蓋子，用力上下震蕩提取管20秒~30秒，確保樣品與緩沖液充分混勻，靜置等待固體物質(zhì)沉淀在管底。插入試紙條，先顯示出來的比較深的是C（控制線），C的下方T（檢測(cè)線）也逐漸顯示出來……”這是記者在油料作物所基因檢測(cè)中心制作的“2分鐘檢測(cè)轉(zhuǎn)基因稻種”視頻資料里看到的，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單快速。“今年2月初，在農(nóng)業(yè)部舉辦的首次轉(zhuǎn)基因快速檢測(cè)產(chǎn)品征集和測(cè)試驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)會(huì)上，我所研制的這一試紙條在14分鐘內(nèi)從40份不同水稻和玉米樣品中準(zhǔn)確檢測(cè)出全部陽性盲樣樣品，成為第一個(gè)提交檢測(cè)結(jié)果并全部正確的參試檢測(cè)試紙條，耗時(shí)僅為其他參試同類產(chǎn)品的一半。”吳剛介紹，“該試紙條能有效排除葉綠素染色、多酚抑制和黏性干擾的影響，從種子、植株到產(chǎn)品，全程僅需使用同一種試紙條即可快速準(zhǔn)確地檢測(cè)各種樣品中的抗蟲轉(zhuǎn)基因成分，為用戶在庫存、備貨和使用方面帶來便捷。”
成本：試紙10元一支，為進(jìn)口產(chǎn)品的40%，輔助材料成本不超過0.1元
但是用碾缽檢測(cè)葉片還是太麻煩，一是成本有點(diǎn)高，一套大約5元，反復(fù)用又很難洗干凈；二是太重，如果帶一兩百個(gè)出去，一個(gè)人很難搬動(dòng)。
隨著試紙條靈敏度大幅度提高，對(duì)葉片勻漿的要求實(shí)際上在降低。“去年已有用戶開始直接采用一次性筷子在塑料離心管中碾碎葉片，我們以此為基礎(chǔ)，摸索了全部用最便宜最輕便的一次材料進(jìn)行水稻、玉米葉片預(yù)處理的方案。”吳剛說，“筷子、塑料離心管和吸管，一整套一次性設(shè)備，成本不超過1角錢。”
同時(shí)，吳剛介紹，由于不同試紙的靈敏度和特異性有所不同，一般的試紙條需要用專門的提取液進(jìn)行檢測(cè)，以避免因?yàn)榈鞍揍尫挪怀浞侄斐傻募訇幮詥栴}和葉綠素太多造成的假陽性問題。“而我們的試紙條比較‘皮實(shí)’，檢測(cè)用的水是純凈水，甚至是自來水。”
準(zhǔn)確度：操作不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致假陽性、假陰性和流動(dòng)不暢等各種問題
據(jù)吳剛介紹，Cry1Ab/Cry1Ac快速檢測(cè)試紙是經(jīng)大規(guī)模驗(yàn)證可用于檢測(cè)拋光精米的極少數(shù)產(chǎn)品之一。拋光精米蛋白含量非常低，且含有拋光劑等干擾成分，而該試紙條有效解決了同類產(chǎn)品常見的假陰性和假陽性的問題，檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)。此外，該試紙條還可于玉米淀粉、玉米糊精、水稻蛋白等深加工產(chǎn)品的檢測(cè)，效果良好。
轉(zhuǎn)基因檢測(cè)通常的方法是PCR定性篩選檢測(cè)，檢測(cè)費(fèi)用為每次1000元左右，而試紙的檢測(cè)成本為10.1元。那么是不是10.1元就能解決1000元的問題呢？吳剛提醒，即便試紙檢測(cè)結(jié)果呈陽性，也還只是處于“海選”階段，還是要將“海選”選手送到專業(yè)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行PCR定性篩選檢測(cè)，才能最終確定是否真正含有轉(zhuǎn)基因物質(zhì)。“只不過，前期階段可以多省下幾個(gè)1000元。”
這么好的試紙，普通消費(fèi)者是不是可以自行購(gòu)買并使用呢？記者也禁不住“淘寶”一下，想買來自用。吳剛對(duì)此卻表示不太贊同，“因?yàn)椴煌魑镱愋蜆悠烦煞纸M成差異巨大，葉片中的葉綠素、稻谷中的多酚、玉米糊中的淀粉等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，導(dǎo)致假陽性、假陰性和流動(dòng)不暢等各種問題。”目前，該試紙條的客戶群僅針對(duì)各地檢測(cè)機(jī)構(gòu)及企業(yè)自檢。
轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法
外源蛋白質(zhì)的測(cè)定
即從蛋白質(zhì)水平對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際應(yīng)用中主要采用的是免疫學(xué)檢測(cè)法，即Western雜交、酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）和試紙條法。免疫學(xué)檢測(cè)法可以檢測(cè)具有抗原性的蛋白質(zhì)類表達(dá)產(chǎn)物的存在，它是通過抗原抗體特異反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。
外源蛋白質(zhì)檢測(cè)法快速且具有一定的靈敏度，也能進(jìn)行半定量，尤其是試紙條法，不需要特殊的儀器設(shè)備，適用于現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)或初篩。但外源蛋白質(zhì)檢測(cè)法有三方面的局限性：(1)由于抗原抗體反應(yīng)的專一性，每種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品都要開發(fā)和建立專門的檢測(cè)試劑和方法，而轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品種類繁多，要建立所有轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的蛋白質(zhì)檢測(cè)法工作量很大；(2)對(duì)于加工過的轉(zhuǎn)基因食品，其蛋白質(zhì)很容易被破壞，從而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確行；(3)有些插入基因還具有表達(dá)部位特異性，這些金銀的表達(dá)并不像DNA那樣存在轉(zhuǎn)基因作物的任何部位，甚至有的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的插入基因根本不表達(dá)或表達(dá)量很低。這些都會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。
外源DNA的檢測(cè)
目前對(duì)于外源基因的檢測(cè)主要是通過對(duì)轉(zhuǎn)入的外源基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后進(jìn)行紫外或熒光檢測(cè)。PCR技術(shù)全稱“聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)”，是一種在體外由引物引導(dǎo)的DNA聚合酶催化的聚合反應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地將目的序列大量復(fù)制。在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)方面，主要是用于從DNA即基因水平來鑒定被測(cè)食品。由于它的快速、靈敏、費(fèi)用低、檢測(cè)僅需微量的DNA并且可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品，正成為這一領(lǐng)域日趨成熟的方法之一。定性PCR轉(zhuǎn)基因食品重組DNA的基本機(jī)構(gòu)包括啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因。由于目的基因種類繁多，所以先用轉(zhuǎn)基因食品最常用的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子CaMV35S、轉(zhuǎn)錄終止子NOS及抗生素抗體基因NPTII三個(gè)序列來設(shè)計(jì)引物進(jìn)行PCR反應(yīng)，對(duì)結(jié)果陽性者可再檢測(cè)目的基因。定量PCRPCR反應(yīng)具有高度特異性和敏感性，但對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的要求很高，其結(jié)果易受許多因素的干擾而產(chǎn)生誤差，一般PCR只用作轉(zhuǎn)基因食品的定性篩選檢測(cè)。針對(duì)所存在的問題，研究人員在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中引入內(nèi)部參照反應(yīng)，以消除檢測(cè)時(shí)的干擾，并與已知含量的序列GMO標(biāo)準(zhǔn)樣的PCR結(jié)果進(jìn)行比較，從而可以半定量地檢測(cè)待測(cè)樣品的GMO含量。PCR-ELISA這是一種將PCR的高效性與ELISA高特異性結(jié)合在一起的檢測(cè)方法，它利用地高辛或生物素等標(biāo)記引物，將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物與固相板上特異的探針結(jié)合，再加入抗地高辛或生物素的酶標(biāo)抗體-辣根過氧化物酶結(jié)合物，最后使底物顯色，在酶標(biāo)儀上讀取數(shù)值。利用PCR-ELISA法對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆檢測(cè)，靈敏度比歐盟推薦的PCR方法高5倍~10倍。它快速方便，避免了有毒物質(zhì)EB的使用，適合大批量自動(dòng)檢測(cè)。
