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潮州市售米粉转基因成分的检测与分析

2025-01-24王茂先沈林欣傅若思曾玲许丹影

安徽农业科学 2025年2期
关键词:米粉

摘要为进一步了解潮州市售米粉转基因成分的情况,随机购买潮州城区主要市场售卖的米粉进行检测与分析。通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法提取所购买的米粉样品的DNA成分,采用常规聚合酶链式反应(PCR)和实时荧光PCR等技术对外源基因CaMV35S、tNOS进行检测。结果表明,有接近50%的检测米粉样品含有转基因成分,且均没有任何转基因食品标识。因此,为了促进米粉等大米制品的生产和销售的规范化,必须高度重视转基因食品标识制度的落实,建立起有效的转基因大米制品的监管体系。

关键词米粉;转基因成分;外源基因;内源基因

中图分类号TS212.7"文献标识码A"文章编号0517-6611(2025)02-0206-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.041

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

DetectionandAnalysisofGeneticallyModifiedIngredientsinRiceNoodlesinChaozhouCity

WANGMao-xian,SHENLin-xin,FURuo-sietal

(SchoolofLifeScienceandFoodEngineering,HanshanNormalUniversity,Chaozhou,Guangdong521041)

AbstractTofurtherunderstandthepresenceofgeneticallymodifiedingredientsinricenoodlesinChaozhouCity,werandomlypurchasedricenoodlesinmajormarketsinChaozhoufortestingandanalysis.TheDNAcomponentsofthericefloursampleswereextractedbythecetyltrimethylammoniumbromide(CTAB)method,andtheexogenousgenesCaMV35SandtNOSweredetectedbyconventionalpolymerasechainreaction(PCR)andreal-timefluorescencePCR.Theresultsshowedthatnearly50%ofthedetectedricenoodlessamplescontainedgeneticallymodifiedingredients,andnoneofthemhadanygeneticallymodifiedfoodlabel.Therefore,inordertopromotethestandardizationoftheproductionandsaleofriceproducts,suchasricenoodles,itisnecessarytoattachgreatimportancetotheimplementationofalabelingsystemforgeneticallymodified(GM)foodproductsandestablishaneffectivesupervisionsystemforGMriceproducts.

KeywordsRicenoodle;Geneticallymodifiedingredient;Exogenousgenes;Endogenousgenes

随着科学技术尤其转基因技术的不断地发展,1996年转基因作物开始商业化生产,转基因农作物种植规模迅速扩大。转基因食品也在不断地出现并深入到公众日常生活的方方面面[1。由于转基因食品还没有在科学界和公众之间达成统一的共识,转基因食品的安全问题已经成为公众持续关注的焦点。米粉,这里是指以大米为原料,经浸泡、蒸煮、压条等工序制成条状、丝状的米制品,而不是词义上理解的以大米为原料研磨制成的粉状物料。米粉是我国的传统食品,结构柔韧,富有弹性,水煮不糊汤,干炒不易断,配以各种菜码或汤料进行汤煮或干炒,爽滑入味,深受广大消费者的喜爱[2。对于其食用方法,有研究发现湿米粉品质受大米淀粉凝胶效果的影响3,其中,不仅涉及糊化程度,更关乎老化效果。

近年来,由于米粉的利润具有很大优势,大量流入我国市场,又因为其种类繁多,人们几乎可以随意给米粉命名,导致其类别混乱[4。米粉主要的销售对象为个人或者餐饮企业,为了进一步降低成本,或在原料方面把关不合格,部分售卖者购买转基因米粉进行售卖,导致转基因产品大量流入市场5。深圳海关在监管过程中发现,出口大米成品中检测出转基因成分,说明我国某些地区在非法销售未经国家批准的转基因水稻种子并有水稻的种植行为,部分转基因水稻及其大米已经流入市场[6。在各种品牌米粉中不断地被检测出含有未经批准的转基因成分,人们不禁对自己日常生活中所吃米粉的食品安全问题感到担忧。在转基因检测中,常需要检测CaMV35S和tNOS基因。在检测大米制品的转基因成分时,除了检测外源基因,还需要检测内源基因SPS的存在情况,以确保检测结果的准确性与可靠性。此外,转基因大米制品的检测需要先进行高质量DNA提取,对后续研究至关重要。提取方法的灵敏度和特异性也会直接影响后续试验的成功[7-8。由于大米及大米加工品中存在的大量淀粉、蛋白及其他形式的多糖,有可能对PCR产生抑制作用[9。为了解潮州市售米粉的转基因情况,该研究对潮州市售米粉进行抽样检验,采用改良十六烷基三甲基溴化铵法(CTAB法)提取米粉基因组DNA,并利用常规聚合酶链式反应(PCR)、实时荧光PCR对米粉样品中的内源基因SPS和外源基因CaMV35S、tNOS进行双重检测,为相关的研究机构提供一定科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1样品。

此次试验所采集的样品来自潮州城区的枫春市场、南门市场、北门市场、西门市场、民福市场、上东平市场、卧石社光美食城、卧石综合市场、西新市场共9个主要市场市售的米粉。米粉待检样品来源情况如表1所示。

1.1.2试剂和试剂盒。

Dzup柱式深加工产品基因组DNA抽提试剂盒,SGExcelFastSYBRqPCR预混液,TaqPCRMix预混液(2×,含DNA染料),核糖核酸酶A溶液,ProteinaseK,DNA分子量标准Marker(25~500bp、100~10000bp),50×TAE缓冲液,4SGreen核酸染色剂,3对上下游引物(SPSr/f、CaMV35Sr/f、tNOSr/f),琼脂糖,以上均购自生工生物(上海)工程股份有限公司。

1.1.3仪器与设备。实时荧光PCR仪器LightCycler96(瑞士Hoffmann-LaRoche有限责任公司);Bio-Rad凝胶成像系统(美国Bio-RadLaboratories,Inc.);水平电泳仪(北京六一生物科技有限公司);B-500型超微量紫外可见分光光度计(上海元析仪器公司);台式高速冷冻离心机(济南福的机械有限公司);恒温水浴锅(江苏科析仪器有限公司);常温冰箱(青岛Haier公司)。

1.2试验方法

1.2.1米粉基因组DNA提取。

1.2.1.1

样品预处理。采用湿的、细的米粉,对于干的米粉可采用试验前冷水浸泡30~60min,浸泡的水同样也倒进离心管中进行提取。取足量的米粉切碎并称取200mg的食品粉末至2mL离心管中,每次切完一个样品后,需对刀片进行清洗并用干净的纸巾擦干。

1.2.1.2

样品基因组DNA抽提。采用Dzup柱式深加工产品基因组DNA抽提试剂盒,具体步骤详见试剂盒说明书。抽提所得到的DNA溶液置于-20℃保存或者直接用于后续试验。

1.2.2米粉基因组DNA纯度和浓度的测定。

用核酸蛋白分析仪测量OD值,在波长为260和280nm处对DNA样品的吸光度进行测量。纯度高的DNA样品OD260nm/280nm在1.8左右,当OD260nm/280nm大于1.8时,说明样品中还有部分RNA残留;若OD260nm/280nm小于1.7,则表明样品中受到酚或蛋白质的污染。倘若OD260nm/280nm为1.8~2.0,DNA质量浓度达到5~80ng/μL,则基本能够进行后续的PCR检测。为了后续试验顺利进行,通过基因组DNA凝胶电泳,检测所提取的基因组DNA的质量是否可用于后续的PCR检测。

1.2.3常规PCR检测和琼脂糖凝胶电泳分析。

将已提取到的米粉基因组DNA进行常规PCR检测。分别对内源基因SPS和外源基因CaMV35S、tNOS进行扩增。常规PCR扩增体系(25μL):上游引物1.0μL、下游引物1.0μL、基因组10.5μL、TaqPCRMix预混液12.5μL。引物序列和反应循环参数如表2所示。

琼脂糖凝胶电泳分析:完成PCR扩增后,使用1×TAE电泳缓冲液和琼脂糖制备3%的琼脂糖凝胶(等凝胶融化后冷却到约60℃左右时,加入4SGreen核酸染色剂)。将10μLPCR扩增产物分别加入对应的凝胶孔中,再同时于凝胶孔中加入2.5μLDNA分子量标准Marker(25~500bp),凝胶电泳的电压为90V,时间为45min。用凝胶成像分析系统进行观察分析并记录结果。其中SPS目的基因片段为104bp,CaMV35S目的基因片段为82bp,tNOS目的基因片段为165bp。

1.2.4实时荧光PCR检测。

将提取到的米粉基因组DNA进行实时荧光PCR反应。首先分别对内源基因SPS和外源基因CaMV35S、tNOS进行扩增。实时荧光PCR反应体系(20μL):基因组6μL、上游引物1μL、下游引物1μL、SGExcelFastSYBRqPCR预混液10μL,最后再用ddH2O根据DNA模板量变化补至20μL。空白对照以超纯水代替模板DNA。

1.3数据处理

试验数据以实测有效数值来表示,且均采用相关分析仪器进行记录处理,对不同样本的实测有效数值进行归一化处理后进行分析。

2结果与分析

2.1米粉基因组DNA的OD260nm/280nm及其浓度的测定

此次试验的检测样品来自市场及其周边的店铺,由于米粉有粗有细,有干有湿,以及米粉属于加工产品,在制作过程中(研磨、蒸煮等方式)对于样品的处理可能已经使得部分基因断裂。前期试验中对于提取米粉中DNA的方法多次进行尝试探索,例如,将米粉样品于65℃水浴加热10min后用研钵研磨,然而得出的核酸浓度为负值;提前一晚浸泡米粉,浸泡时间过长,抽提的核酸浓度也较低。

经过不断改良摸索得出以下的操作注意事项:首先,在试验前处理样品要尽量用刀切碎,而不用加热、研磨等方法处理,防止基因进一步断裂;其次,使用较为湿润的米粉样品进行提取且米粉样品要切得尽量碎,而且试验结果也表明细的米粉提取出来的DNA浓度较高。而干米粉以及较粗的米粉基因组DNA可能在加工过程中耗损较大,因此在提取过程可以适当延长水浴时间,由原本的0.5h延长至1.0h左右较为适宜。同时,在整个过程中一定要严格遵循试验方法中提高DNA得率的措施。

由表3可知,样品中基因组DNA均已成功提取,OD260nm/280nm为1.7~2.0,说明样品中还有RNA没有除尽,依旧有RNA残留,但影响较小可忽略不计,且DNA质量浓度为5~80ng/μL,基本能够进行后续的PCR检测。

2.2米粉样品中提取的基因组DNA电泳结果

将提取到的米粉基因组DNA进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图1所示。由图1可见,均可看到条带出现,而MF14~MF17米粉中提取的DNA条带不明显,亮度很弱,可能因为核酸浓度不高,表明样品的DNA存在降解,这也说明了商家制作米粉的方法可能会造成米粉部分DNA断裂。

2.3常规PCR检测结果分析

共检测潮州市售米粉17份,经常规PCR转基因检测,结果如表4所示。为了得到更加明显的电泳结果图,多次尝试不同电泳时间与不同电压的结合,最终获得较为适宜的电泳条件。PCR扩增完成后,采用90V的电压对其进行45min电泳,便能得到较为清晰的条带,所得米粉外源基因常规PCR扩增结果如图2所示。常规PCR检测是常见的转基因产品检测方法,通过观察凝胶成像分析系统,判断是否存在特异性条带,从而判断样品中是否存在转基因成分。

根据常规PCR结果(图2)可知,所有的米粉样品均可扩增出SPS基因104bp的片段,其扩增条带清晰明亮。在17份米粉样品中,检测出外源基因CaMV35S的米粉样品数量为7份,检测出外源基因tNOS的米粉样品数量为0份,因此此次所检测的米粉样品转基因比例为41.20%。

2.4实时荧光PCR检测结果分析

共检测潮州市售米粉17份,通过实时荧光PCR进行转基因成分检测,结果如表4所示。米粉外源基因的实时荧光PCR结果如图3所示,此方法可以较好地克服基因组由于食品加工导致结构破碎、成分含量低,造成假阴性结果,进而使得试验结果的准确性更高。试验体系严格按照国家有关标准[10执行,设置阴性对照,用于判断系统是否存在着污染。

在阴性对照组没有出现非特异性扩增现象的前提下,通过用外源基因CaMV35S和tNOS的上下游引物来扩增全部样品,进而检测与分析。所检测的17份样品中,其中有5份样品检测到含有外源基因CaMV35S,5份样品检测到含有外源基因tNOS,综合分析可知,所检测的17份样品中共有8份样品含有转基因成分,即此次随机检测的米粉的转基因成分比率为47.06%,这与常规PCR所检测出的样品转基因成分比率(41.20%)以及所检测出来的阳性样品有一定的出入。成晓维等[6研究表明,在抽检出口样品中检出含转基因成分的有9份,阳性率为5%,其中,含大米转基因成分的样品有6份,占总阳性样品的67%。杨冬燕等[11研究发现,2011—2015年深圳市场的大米及大米制品所检测出来的转基因比率为0.74%,说明确实存在转基因大米违规进入大米制品生产与加工等环节的现象,且这种现象正在呈现上升的趋势。

3结论与讨论

此次试验对17份潮州市售米粉样品进行检测后发现,样品米粉中转基因成分阳性比率大于40%,可见转基因米粉占比偏高。此次试验样品均选自潮州市具有代表性的大型市场,但所有米粉均无是否含转基因成分的食品标识。我国政府对转基因食品的安全法规非常重视,已经初步建立了以行政法规和部门规章为主的较为严格的转基因食品管制制度[12。我国是世界上最大的稻米生产国和消费国,转基因水稻相比传统水稻而言,产量高、价格低,导致一些地方违规种植转基因水稻,在市场上存在转基因稻米6。由于人们普遍对转基因食品安全性持有怀疑态度,很多人拒绝使用转基因食品就是理所当然的。在利益的驱动下,有些米粉制造商无视国家禁止转基因稻米生产和流通等规定,违规采用转基因大米作为米粉生产原料,也没有转基因标识,这也严重侵犯消费者的知情权和选择权。

随着人民群众生活水平和食品安全意识的提高,转基因水稻及其制品的食品安全问题愈发引起人们重视。如何尊重消费者对转基因食品的知情权与选择权,这是转基因食品监管工作所要面对的现实问题[13。国家应加大对转基因食品的市场监管力度,完善市场监管机制,同时加大对广大消费者的教育和培训。此外,由于此次研究采用的试验样品为米粉,属于加工食品,在试验过程中也需考虑样品的基质效应及食品加工过程中带来的DNA断裂、降解等产生的不确定度[14。在后续的研究中,将考虑进行基因特异性检测,合成引物检测转基因水稻中除CaMV35S启动子、tNOS终止子之外,还有可能普遍存在的β-葡萄糖苷酸酶基因GUS、潮霉素磷酸转移酶基因Hpt、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)产生的毒蛋白基因BtCry1Ab等外源基因15。与现有的检测方法相比,超快速PCR方法是一种使用试剂量少、经济环保的方法,检测时间短,为常规PCR检测时间的18%,为实时荧光PCR检测时间的23%[16。因此,还可以通过构建特异性检测和转化体特异性等,对转基因成分进行更为全面和有效的检测。同时,随着PCR技术的不断改进和优化等因素,转基因成分检测采取快速高效的PCR技术也是势在必行的趋势。

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