转基因抗矮花叶玉米对大鼠学习记忆能力的影响

周文丽,杨晓飞,平安,任秋蓉,王林红,燕平梅,阎小艳

(太原师范学院 生物系，山西 太原 030031)

转基因食品是人类历史上未曾出现过的食品，其食用安全性一直是科学界、政府和广大消费者关心的问题[1]。随着我国转基因食品的开发应用和国外转基因食品的进口，消费者食用转基因食品的机会也在增加。1998年苏格兰Rowett研究所的科学家发现食用含有转基因马铃薯饲料的老鼠生长发育异常并且免疫系统受损后，转基因食品的安全性问题更加成为世人关注的焦点问题[2]。

为评价转基因抗矮花叶病玉米食用安全性及营养等价性，本课题组前期研究发现转基因抗矮花叶玉米对F1代大鼠的免疫功能，生长发育以及骨髓细胞遗传毒性等均无明显影响[3～7]，但是关于转基因玉米对神经系统的学习基因能力的影响，目前还未见报道。学习与记忆是脑的高级功能之一,也是人类思维活动的基本生理成分。学习是指通过神经系统接受环境的变化而获得行为习惯(经验)的过程，记忆则是指行为习惯的贮存和再现过程[8]。在实际研究中，科研人员一般会采用各种行为学的测试方法发现当人或动物的神经系统发生改变时，其学习记忆能力是否会受到影响，来证明自己的推理。因此，测试神经行为功能的变化成为神经毒理学研究的重要内容[9,10]。

研究者做过很多药物或毒物对大鼠学习记忆能力的影响[11]，主要是对大鼠注射待检测物质，经一段时间饲养，然后利用行为学仪器Y-型迷宫或者水迷宫等对大鼠进行学习记忆能力的测定。本试验采用一种较为温和的方式，即将转基因抗矮花叶玉米掺入大鼠饲料中，通过对大鼠进行90 d的饲喂，利用Y-型迷宫来判定抗矮花叶玉米对大鼠学习记忆能力的影响。

1 材料与方法

将健康无菌的90日龄离乳的SD雄性大鼠80只，(购于山西医科大学试验动物中心)，随机分成4组，分笼饲养，分别为M1组(含33%转基因玉米的饲料)、M2组(含50%转基因玉米的饲料)、 C1组(含33%非转基因玉米的饲料)、 C2组(含50%非转基因玉米的饲料)。试验于实验室动物房中进行，为期90 d，严格按照实验动物的饲养管理条例和规则执行，饲养环境：温度19～25°C，12 h光照、 12 h黑暗，相对湿度40%～70%。大鼠饲料配方依据试验动物配合饲料营养成分国家标准配制，如表1所示。

表1大鼠饲料配方

Table1 The formulation of feed on different content of Maize

组别GroupsC1C2M1M2非转基因玉米0.330.5转基因玉米0.330.5面粉0.160.040.160.04麸皮0.180.090.180.09豆泊0.160.20.160.2鱼粉0.10.10.10.1酵母0.0350.0350.0350.035磷酸二氢钙0.020.020.020.02石粉0.010.010.010.01加碘盐0.0050.0050.0050.005合计1111

1.1 学习记忆能力的测试方法

1.1.1 Y-型迷宫的训练方法

Y-型迷宫又名三等分辐射式迷路箱, 主要应用于动物的辨别性学习，工作记忆及参考记忆的测试[12,13]。Y-型迷宫由3个完全相同的臂组成,各个臂夹角 120 度，每臂长45 cm ，顶端有信号灯，灯亮表示安全区，此臂不通电，无电流，底部为可通电的铜棒，在中央处各有一个可移动的隔板。试验开始，让大鼠在所在的臂(起始臂)适应3～5 min ，然后随机转换安全区和电刺激区的位置, 以小鼠立即逃往安全区为一次正确反应。每次电击延迟为5 s，直到小鼠的训练过程中连续9次正确反应即为学会[13]。记录小鼠学会所需的训练次数，训练次数越少，说明学习能力越强。

1.1.2 观察指标

①错误反应次数(error number ，EN) :24 h内完成所有反应时错误反应出现的次数[14]。②全天总反应时间(total reaction time ，TRT) :是一个实验日(全天) 完成所有的正确反应以及错误反应所需的时间[15]。③三天学会率:训练第3 d 达到学会标准的动物数目占该组动物总数的百分比。每24 h进行20 次训练测试，以EN≤2 次，TRT≤120 s作为判定大鼠学会的标准[16]。

1.2 统计分析

2 结果与分析

2.1 大鼠学习记忆能力测定结果

不同组别大鼠的三天学会率表明不同组别大鼠学会速度快慢的差异，如图1所示，M1组与C1组之间，M2组与C2组之间均有明显差异。

图1 大鼠三天学会率Fig.1 The 3-day learning rate of )注：*表示差异有统计学意义，P<0.05； **表示差异有统计学意义，P<0.01。表2同。Note:* P<0.05 and ** P<0.01 indicate significant difference.The same as in table 2.

大鼠训练过程中的错误反应次数(EN) 反映大鼠反应的正确程度，全天反应时间(TRT) 则反映大鼠反应时间的长短，可综合评价大鼠的学习记忆能力。表2为大鼠错误反应次数和全天总反应时间的结果。经显著性检验，C1组与M1组之间差异不显著，C2组与M2组之间差异显著。

表2 大鼠错误反应次数以及全天总反应时间

3 结论与讨论

通过对4组大鼠分别饲喂不同含量的转基因玉米和非转基因玉米日粮，90 d后，对所有大鼠进行Y-型迷宫的测试，结果表明，添加50%转基因抗矮花叶玉米的饲料对大鼠三天学会率，错误反应次数(EN)以及全天总反应时间(TRT)都有明显影响，因此转基因抗矮花叶玉米对大鼠学习与记忆能力有明显降低作用。因此推断转基因抗矮花叶玉米可以影响神经细胞的正常活性，导致动物学习记忆能力的降低，但是转基因玉米是通过什么样的机制来影响动物的学习与记忆能力，还有待进一步研究。同时，这也表明对于转基因食品的安全性需要进一步加强，对于健康的安全评估系统需要完善。不能排除转基因食品对于健康带来的风险，转基因玉米是否会对其他动物和人类的其它能力造成影响仍需进一步研究。

参 考 文 献

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[4]吴凯晋,燕平梅，阎小艳.转基因抗矮花叶玉米对大鼠部分亚慢性毒性指标的影响[J].安徽农业科学，2010，38(12)：6224-6226.

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