2014 年 7 月,央視日前報道了湖南、湖北、安徽、福建等4省存在轉基因大米的新聞,引發社會極大關注。記者在武漢市一家大型超市,隨機購買5種大米。經檢測后發現,這 5 種大米中,有 3 種含轉基因成分:Bt63。Bt63 是一種抗蟲害的基因,它是蘇云金芽孢桿菌基因中的殺蟲晶體蛋白基因,可以有效防止鱗翅目等多種有害昆蟲。
近年來轉基因事件層出不窮,時有耳聞。那什么是轉基因呢?轉基因技術是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因或者人工合成指定序列的DNA 片段,將該基因片段轉入特定生物中,與其本身的基因組進行重組,獲得具有穩定表現特定的遺傳性狀的個體。農作物轉基因通常是為了獲得抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽堿、抗除草劑等特性。
中國目前并未批準轉基因水稻的商業化生產。歐盟委員會決議:中國大米產品必須憑不含轉基因Bt63大米成分的證書才能進入歐盟市場。其解釋為:“轉基因作物只有經過全面科學的評估和批準,才能允許投放入歐洲市場。”這一決定目的在于防止未被批準的轉基因Bt63大米被歐洲消費者購買和食用。可見大米中Bt基因的鑒別十分關鍵。檢測大米中Bt基因有較多方法,RephiLe 以《農業部 953 號公告-6-2007_轉基因植物及其產品成分檢測抗蟲轉 Bt 基因水稻定性 PCR 方法》 為基礎,推出大米 Bt 基因檢測解決方案,具體如下:
一、實驗原理
根據轉基因大米特異性序列設計引物,對試樣進行 PCR 擴增。對 PCR 結 果進行檢測,確定是否含有轉基因片段。
二、儀器和試劑
PCR 儀 MyCycler (biorad,USA)
臺式微量冷凍離心機 Microfuge 22R (BeckmanCounter ,USA)
凝膠成像系統 Gel DocTM XR(biorad,USA)
紫外檢測儀 NanoDrop1000 (eppendorf,German)
核酸電泳儀 EPS100 (上海天能)
超純水儀 Direct-Pure UP(RephiLe)
恒溫水浴 HH.S.21.8 (上海躍進醫療器械廠)
三、試驗方法
1、試樣預處理
將大米粉碎,制成待測樣品。
2、基因組提取
使用 Axygen 基因組 DNA 小量試劑盒,按照其所述方法提取,UV 檢測含量。
3、引物設計
待測基因 |
引物設計 |
SPS |
SPS-F1: TTGCGCCTGAACGGATAT
SPS-R1: GGAGAAGCACTGGACGAGG |
Bt |
Bt-F1: GAAGGTTTGAGCAATCTCTAC
Bt-R1: CGATCAGCCTAGTAAGGTCGT |
4、PCR 條件
反應體系:使用 DBI 2xTaq PCR Master Mix,按照說明,加入模板及引物。
反應條件:第一階段 95 ℃ 變性 5 min;第二階段 35 次循環:94 ℃ 變性 1 min,56 ℃退火 30 s,72 ℃ 延伸 30 s);第三階段 72 ℃ 延伸 7 min。
5、核酸檢測
對 PCR 產物進行凝膠電泳。SPS 擴增產物大小 277 bp,Bt 擴增產物大小 301 bp。
6、結果確認
采用含 Bt 基因的質粒作為陽性對照,確認不含 Bt 基因的水稻做印性對照。陽性對照 SPS與 Bt 基因都擴增出來,陰性對照只擴增出 SPS 基因
待測樣本如擴增出 SPS 基因,表明含水稻成份。
如擴增出 SPS 基因和 Bt 基因,表明含轉基因水稻成份。
普通 PCR 實驗只能確定樣本中是否含轉基因成份。需要確認轉基因水稻含量可以通過Realtime PCR 實驗。
PCR 實驗對于實驗用水的要求非常高,水中的污染物會造成不同的損害:金屬離子特別是 Mg 等會影響 Taq 酶的活性。有機物特別是腐殖酸和棕黃酸,會與 DNA 締合或者干擾酶,并影響熒光信號;DNA 酶會降解 DNA。細菌在代謝的過程中會釋放離子和有機物,產生各種干擾。因此,PCR 實驗中必須使用無離子,無有機物,無細菌的超純水。
為保證 PCR 實驗的準確性,生命科學實驗室都會配備高質量的超純水儀來進行實驗,例如,中國科學院上海營養所、湖南農業大學袁隆平實驗室等國內知名生物實驗室使用的是RephiLe Direct-Pure UP 超純水儀。Direct-Pure UP 超純水儀以自來水為進水,生產 RO 純水和超純水。它采用兩組大容量的雙管純化柱,有效去除水中的痕量金屬離子,產水電阻率可達到 18.2 MΩ•cm。內部超純水定時循環,配合雙波長紫外燈可以降低水中的有機物水平至 5 ppb 以下。終端特別配置超濾除熱原柱,可以有效去除細菌和熱原等生物大分子物質。Direct-Pure UP 超純水儀適合包含 PCR 在內的分子生物學實驗使用。RO 純水可以用于洗滌實驗器皿,超純水可以配置電泳 Buffer,做空白對照等。
轉基因是一門嚴肅的科學,民眾對于轉基因食物的安全性信任度非常低,對于轉基因棉花之類的非食用作物則相對較高。現階段所有的實驗數據都不能證明轉基因食物對于食用者的健康造成影響。當然,轉基因問世時間也不長,其實驗樣本的數量還較低,長效結果還無法驗證。生命科學是一門非常廣闊的科學,可能窮盡一生時間也無法徹底研究完。我們支持轉基因實驗,這對緩解日益增長的糧食需求有很大幫助;但是,商業化轉基因食品需要由民眾自由選擇,轉基因食品必須帶有明確的標識,每個人都有權利選擇。隨著轉基因研究的不斷深入,終有一日,安全的轉基因食物會走入千家萬戶,為世界的發展做出貢獻。