耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的营养成分比较

赵金鹏 石丽丽 韩超 毛宏梅 陈晨 李岩

摘 要：目的：比较北京、石家庄、三亚三个产地的耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的营养成分。方法：对三产地耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的营养成分：水分、灰分、蛋白质、脂肪、膳食纤维、氨基酸、维生素、矿物质、脂肪酸等进行检测和分析。结果：三产地转基因大豆的钙、钾、叶酸含量高于亲本大豆，但均在ILSI推荐的参考范围内;个别产地、个别营养成分转基因大豆与亲本大豆营养成分存在差异，但属于自然变异;其余各营养成分转基因大豆和亲本大豆之间均无显著性差异。结论：耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10在营养成分上具有实质等同性。

关键词：转基因大豆;草甘膦;营养成分;耐除草剂

草甘膦是一种非选择性、无残留、灭生性除草剂，可以有效防除一年生杂草及靠根系繁殖的多年生杂草，其除草机制主要是竞争性抑制植物体内的5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS），从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质合成受到干扰，导致植物死亡[1]。目前草甘膦已成为全球农业生产中使用最为普遍的一种广谱灭生性除草剂。但是作为一种非选择性除草剂，草甘膦在高效除草的同时会不加选择地伤害农作物。因此，培育具有草甘膦抗性作物品种对于减轻人工除草负担、增加作物单产具有重要作用，而基因工程技术的发展为农作物新品种的培育提供了有效的手段。

目前培育具有草甘膦抗性的作物有两种方法：第一种是过表达EPSPS，研究显示，来源于根癌农杆菌CP4菌株的EPSPS对磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的亲和性较好，抗草甘膦效力高[2]。CP4-EPSPS已成功应用于多种作物中，是目前使用范围最广、转入作物最多的抗性基因。第二种是通过转入可降解草甘膦的基因获得草甘膦抗性，如转入草甘膦氧化还原酶（GOX）基因或草甘膦N-乙酰基转移酶（GAT）基因等[3-5]。本课题的研究对象为ZH10-6大豆，该大豆是利用农杆菌介导法将G2-EPSPS和GAT基因共同导入大豆中，从而使亲本大豆中黄10具有抗草甘膦能力。为保障转基因大豆新品种食用的安全性，本研究对耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的营养成分进行了比较和分析。

1 材料与方法

1.1 材料

3个种植地点（北京、石家庄、三亚）的耐除草剂转基因大豆ZH10-6和非转基因亲本大豆，共6份样品，每份样品500g，黄色籽粒，无霉变，由中国农业科学院作物科学研究所提供。

1.2 方法

检测转基因大豆和亲本大豆中的营养成分，具体包括水分、灰分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、能量、脂肪酸18种、矿物质元素10种、维生素9种、氨基酸16种。检测依据标准详见表1。

1.3 数据处理和结果判定

本试验按照文献报道的方法，以“[（转基因作物中营养成分含量-对照亲本作物中营养成分含量）/对照亲本作物营养成分含量]≤±20%，则判定两种作物的营养成分含量基本等同”为标准，对转基因大豆和亲本大豆的营养成分进行分析，并参考ILSI的参考范围。

2 结果与分析

2.1 主要营养成分

由表2可见，三亚转基因大豆的粗纤维含量高于亲本大豆，但在ILSI给出的粗纤维的参考范围内，属于正常波动。除此之外，转基因大豆各营养成分含量与亲本大豆相比均无显著性差异。

2.2 维生素含量

由表3可见，北京转基因大豆维生素B6含量高于亲本大豆，石家庄转基因大豆维生素B6、泛酸含量低于亲本大豆，三亚转基因大豆的维生素B1含量高于亲本大豆，三产地转基因大豆叶酸含量高于亲本大豆。上述维生素含量均在ILSI给出的参考范围内，属于自然波动。北京转基因大豆维生素B2含量低于亲本大豆，但其他两产地转基因大豆的维生素B2含量与相应批次的亲本大豆没有显著性差异，其余各维生素含量转基因大豆与亲本大豆相比均无显著性差异。

2.3 矿物质含量

由表4可见，三产地转基因大豆钙、钾含量高于亲本大豆，北京转基因大豆铜、锌含量高于亲本大豆，三亚转基因大豆铜高于亲本大豆，锰、钠、硒低于亲本大豆，根据ILSI大豆矿物质含量參考范围，上述矿物质含量均在ILSI给出的参考范围内，属于自然变异。其余各矿物质含量转基因大豆与亲本大豆相比均无显著性差异。

2.4 脂肪酸

由表5可见，北京ZH10-6转基因大豆的C16∶1n7、C17∶1n7和C18∶1n9c含量高于亲本大豆;石家庄ZH10-6转基因大豆的C16∶1n7和C17∶1n7含量低于亲本大豆;三亚ZH10-6转基因大豆的C18∶1n9c和C20∶0含量低于亲本大豆，但上述结果均在ILSI的参考范围内，属于自然波动。三亚转基因大豆C20∶2含量与亲本大豆相比升高，但其他两产地转基因大豆的C20∶2含量与相应批次的亲本大豆相比没有显著性差异。其余各脂肪酸含量转基因大豆与亲本大豆相比均无显著性差异。

2.5 氨基酸含量

由表6可见，转基因大豆与亲本大豆相比各氨基酸含量均无显著性差异。

3 结论与讨论

自20世纪90年代转基因作物问世以来，其安全性一直备受关注。对于转基因食品各国进行安全评价的模式和程序虽然不尽相同，但总的评价原则和技术方法基本都是按照国际食品法典委员会（CODEX）的标准制定[6]的。依据CODEX标准，我国制订了转基因植物安全评价指南，在食用安全性评价方面对转入基因及表达产物可能的毒性、过敏性、营养成分、抗营养成分、全食品安全性、生产加工对安全性的影响等方面进行全面的比较和分析，从而确定转基因作物的食用安全性。其中，营养成分分析是转基因作物安全性评价的重要环节，对于营养成分的分析主要遵循实质等同的原则，目前已按照该原则对多种转基因作物进行了分析。赵金鹏等[7]对转入GmDREB3基因抗旱小麦和亲本小麦的主要营养成分、维生素、矿物质、脂肪酸和氨基酸等进行分析，结果显示，大部分营养成分含量两者之间没有明显差别，个别营养成分如膳食纤维、泛酸、叶酸等含量高于亲本小麦，说明没有因为转抗旱基因的插入导致两种小麦营养成分的改变。李敏等[8]对转抗性淀粉基因大米与亲本大米的营养成分进行了分析，结果显示，两种大米的营养成分没有明显差别，两者的营养成分具有实质等同性。

本研究对北京、石家庄、三亚三个产地的转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的营养成分进行了比较和分析，并与ILSI推荐的大豆的营养成分参考范围进行了比较，结果显示，与ILSI推荐的参考范围相比，转基因大豆和亲本大豆的碳水化合物含量、维生素B2含量、顺，顺-11，14-二十碳二烯酸含量、苏氨酸含量不在IISI推荐的范围内，但上述各指标转基因大豆与亲本大豆之间含量无显著性差异。朱元招等[9]对抗草甘膦大豆及传统大豆氨基酸含量分析，结果显示，传统大豆和转基因大豆中苏氨酸含量分别为1.57%、1.56%，与我们的研究结果类似，均低于ILSI的推荐范围（1.70%～2.18%）。韩立德等[10]研究显示，大豆中碳水化合物的含量为22%～35%，也与我们的研究结果接近，低于ILSI的推荐范围（25.2%～55.8%）。由此可见，不同国家、不同地区大豆个别营养成分含量存在细微的差别。与亲本大豆相比，三产地转基因大豆的钙、钾、叶酸含量高于亲本大豆，但均在ILSI推荐的参考范围内。综上，说明转基因大豆ZH10-6没有因为外源基因的插入而导致营养成分的改变，认为两者之间营养成分具有实质等同性。

参考文献

[1]Tian YS，Xu J，Xiong AS，et al.Improvement of glyphosate resistance through concurrent mutations in three amino acids of the ochrobactrum 5-Enopyruvylshikimate-3-Phosphate synthase[J].Appl Environ Microbiol，2011，77（23）：8409-8414.

[2]Padgette S R，KolaczK H，Delaunay X，et al.Develop-ment，identification，and characterization of a glyphosate tolerant soybean line[J].Crop Science，1995（35）：1451-1461.

[3]Pedotti M，Rosini E，Mollag G，et al.Glyphosate resistance by engineering the flavoenzyme glycine oxidase[J].J Biol Chem，2009，284（52）：36415-36423.

[4]Castle，LA.Discovery and directed evolution of a glyphosate tolerance gene[J].Science，2004，304（5674）：1151-1154.

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[6]Food and Agriculture Organization of the United Nations.Codex Principles and Guidelines on Foods Derived from Biotechnology[S].2003.

[7]赵金鹏，韩超，任硕，等.转GmDREB3基因抗旱小麦与亲本小麦的营养成分比较与分析[J].中国食物与营养，2017，23（12）：21-24.

[8]李敏，朴建华，杨晓光.抗性淀粉转基因大米和亲本大米营养成分的比较研究[J].科学技术与工程，2009，9（7）：1847-1849.

[9]朱元招，王凤来，尹靖东.抗草甘膦大豆及豆粕营养成分和抗营养因子研究[J].营养学报2010，32（2）：178-182.

[10]韩立德，盖钧镒，张文明.大豆营养成分研究现状[J].种子，2003，131（5）：57-59.

Abstract：Objective To evaluate the safety of the transgenic soybean ZH10-6 with herbicide tolerant gene，the nutritional components of transgenic soybean ZH10-6 and its parent soybean Zhonghuang 10 producing from Beijing，Shijiazhuang and Sanya were analyzed.Method Nutrients including moisture，ash，protein，fat，dietary fiber，amino acids，vitamin，minerals and fatty acids were compared between transgenic soybean ZH10-6 with herbicide tolerant gene and its non-transgenic counterpart Zhonghuang 10.Result The contents of calcium，potassium and folate in transgenic soybean from three producing places were higher than that of its parent soybean，but all of them were within the reference range recommended by ILSI.Individual difference was there in nutritional components between transgenic soybean and parent soybean from individual producing place，yet they belonged to natural variation.No significant differences in other nutritional components were observed between transgenic soybean and parent soybean.Conclusion It is substantial equivalent in nutrient components between transgenic soybean ZH10-6 with herbicide tolerant gene and its parent soybean Zhonghuang 10.

Keywords：transgenic soybean;glyphosate;nutrient composition;herbicide tolerant

（責任编辑 李婷婷）