轉基因抗矮花葉病玉米對子一代雄性大鼠生殖功能的影響*

洪 坡 奧 寧 燕平梅 閻小艷 高晉華*

（太原師范學院生物系，太原 030031）

轉基因抗矮花葉病玉米對子一代雄性大鼠生殖功能的影響*

洪 坡**奧 寧 燕平梅 閻小艷 高晉華***

（太原師范學院生物系，太原 030031）

分別采用含33%劑量的轉基因抗矮花葉病玉米和非轉基因玉米對大鼠進行170 d的全食物飼喂，檢測F1代大鼠睪丸、附睪的臟器系數，精子的活動率和畸形率，以及睪丸、附睪組織病理學變化。結果顯示：試驗組與對照組比較，大鼠睪丸、附睪和精子的各項指標均無顯著性差異（P＞0.05）；轉基因抗矮花葉病玉米對F1代雄性大鼠生殖功能無顯著影響。

轉基因玉米；大鼠；精子；生殖功能

轉基因玉米已成為繼轉基因大豆之后的主要轉基因作物，2010年全球種植面積占到轉基因作物種植面積的31%，采用的性狀主要為耐除草劑和抗蟲性狀，目前，利用轉基因技術創造抗病玉米工程植株用于防治也已受到重視，并取得突破性進展。

玉米矮花葉病在我國各玉米產區均有發生，1973年研究證實該病的病原為玉米矮花葉病毒（maize dwarf mosaic virus，MDMV），侵染玉米后可使玉米減產5%～10%。孫毅教授等人采用花粉介導法將RDV運動蛋白缺陷型（RDV MP-） 基因導入自交系478，RDV MP-基因產物通過與矮花葉病毒運動蛋白的位點競爭，限制或減緩了病毒在植物細胞間的運動，從而使其轉基因植物具有抗矮花葉病毒的能力。為評價轉基因抗矮花葉病玉米食用安全性及營養等價性，本試驗以SD大鼠為研究對象，在日糧中添加33%劑量的轉基因抗矮花葉病玉米，進行170 d的全食飼喂，探究轉基因抗矮花葉病玉米對大鼠子一代雄性生殖功能的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

健康斷乳SD大鼠80只，雌雄各40只，體重110 g～130 g，由山西醫科大學提供；試驗用轉基因抗矮花葉病玉米和非轉基因玉米均由山西省農業技術研究中心孫毅教授惠贈。

1.2 方法

1.2.1 試驗動物分組與繁殖

大鼠適應性飼養一周后，按性別和體重隨機分為對照組（C組） 和試驗組（M組），每組雌、雄各20只。試驗組日糧中添加33%劑量轉基因玉米；對照組添加33%劑量非轉基因玉米。喂含受試物飼料90 d之后，按雌、雄1∶1交配，所產仔鼠為F1代。F1代仔鼠斷乳后雌雄分籠飼養，繼續給予與親本（F0）相同飼料，至出生后80 d，各組隨機選取10只雄鼠進行試驗。

1.2.2 睪丸、附睪臟器系數及組織形態學觀察

斷頸處死大鼠后，立即取出雙側睪丸和附睪，剝離周圍組織，準確稱量睪丸和附睪的質量，計算睪丸、附睪的臟器系數。取右側睪丸、附睪組織經體積濃度10% 甲醛固定，常規組織制片，蘇木精-伊紅（HE） 染色，光鏡下觀察睪丸和附睪組織，同時測量40個視野各級生精細胞的直徑，以及附睪管壁厚度。

1.2.3 附睪尾精子分析

附睪尾精子常規分析參考王文祥的方法（參考文獻［4］）：左側附睪尾稱重后置于37℃ 5 mL生理鹽水中，將附睪尾縱向剪碎，用4層擦鏡紙過濾，取濾液1 mL，另加37℃生理鹽水9 mL混勻成精子懸液，進行以下檢查：①精子計數：用0.2 mL毛細吸管吸懸液，采用血細胞計數板進行精子計數，換算成每克附睪精子數；②精子活力：取精子懸液滴于載玻片上，高倍鏡下隨機觀察5個視野，記錄各級活動精子的數量，求其百分率，精子活力檢查標準參見范軼歐的方法（參考文獻［5］）。③精子形態：取精子懸液涂片，甲醇固定，質量分數2%伊紅染液染色1 h，高倍鏡下觀察1 000個精子形態，計數精子畸形率。

1.3 數據分析

數據結果采用SPSS17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 睪丸、附睪臟器系數和組織形態改變

解剖時未見睪丸及附睪形態異常，睪丸包膜完好。試驗組大鼠組織切片顯示睪丸曲精細管排列規則，結構完整，各級生精細胞排列緊密，層次分明；附睪管管腔規則，腔內充滿精子和分泌物；睪丸與附睪組織切片無異常改變。表1顯示試驗組與對照組比較，F1代大鼠睪丸、附睪臟器系數，各級生精細胞的直徑，以及附睪管管壁厚度等指標差異均不顯著 （P＞0.05）。

表1 睪丸、附睪臟器系數、組織切片形態學比較（±s）

表1 睪丸、附睪臟器系數、組織切片形態學比較（±s）

器官 檢測項目 對照組 試驗組睪丸 精原細胞 3.90±0.42 3.93±0.57初級精母細胞 6.16±0.98 7.61±0.67精子細胞 4.71±0.29 4.69±1.03附睪 臟器系數/% 0.21±0.01 0.22±0.01附睪管管壁厚度/μm 16.45±1.94 17.09±4.93臟器系數/% 0.55±0.01 0.55±0.31生精細胞直徑 /μm

2.2 精子質量分析

各組大鼠精子密度、精子活動率、精子畸形率以及畸形類型分析結果見表2。

表2 精子活動率、精子畸形率及畸形類型比較（±s）

表2 精子活動率、精子畸形率及畸形類型比較（±s）

項目 對照組 試驗組精子數 /108個·g-1 1.74±0.34 1.63±0.32精子活動率/% 64.34±8.21 69.42±9.27精子畸形率/% 12.55±3.37 12.70±2.04各種畸形‰10.96±1.21 2.18±0.45無頭 6.27±0.09 6.32±0.12無尾 - 2.11±0.07胖頭 - 1.05±0.22彎尾 91.56±1.96 91.88±3.87頸彎曲 17.72±1.53 16.59±1.08體彎曲 3.28±0.13 4.96±0.21卷尾無鉤9.92±1.13 3.12±0.37

經過對各組精子數、精子活動率進行統計分析，飼喂轉基因玉米的大鼠與對照組無顯著性差異（P＞0.05）。試驗組精子的畸形類型主要表現為尾部異常，其中以彎尾和頸彎曲較多，分別為67.94%和11.61%；與對照組較一致，其畸形率未達到顯著性水平（P＞0.05）。說明食用轉基因抗矮花葉病玉米對F1代雄性大鼠生殖功能無明顯影響。

3 討論

動物飼喂試驗是評價轉基因食品安全性的重要手段之一，吳凱晉等的90 d飼喂試驗證明與飼喂傳統玉米組相比，飼喂30%劑量和50%劑量轉基因抗矮花葉病玉米日糧組大鼠的周累積體重與心臟、腦、脾等器官的相對質量沒有顯著差異，但未涉及轉抗基因矮花葉病玉米對大鼠子代的中長期影響，本次研究通過繁殖試驗，了解受試物對大鼠親代繁殖功能和子代雄性生殖功能的影響作用。

睪丸是產生精子器官，附睪是精子成熟的部位，睪丸和附睪內的微環境對于精子生長、發育和成熟以及功能完成至關重要，因此，睪丸、附睪組織形態是對雄性大鼠生殖能力評價的重要指標。本試驗研究表明食用33%劑量轉抗矮花葉病基因玉米的大鼠，其F1代睪丸、附睪的形態無明顯異常，臟器系數與對照組相比，差異無統計學意義；觀察睪丸和附睪組織切片，睪丸曲細精管排列規則，結構完整，生精上皮層次分明，附睪管管腔規則，比較大鼠各級生精細胞的直徑和附睪管管壁厚度，結果差異不明顯。受試物對雄性動物生殖系統的影響主要表現在精子生成障礙（精子密度下降）和精液品質下降（精子活力下降和畸形率上升）。本研究通過分析可知，試驗組與對照組比較，精子總數、精子活動率，以及精子畸形率等各項指標差異均不顯著。

綜上所述，我們可以得出：轉基因抗矮花葉病轉玉米對F1代大鼠睪丸及附睪的形態結構及功能無顯著影響，轉基因玉米與非轉基因玉米在營養學方面具有實質等同性。

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Effects ofgenetically modified anti-dwarfmosaic maize on the male reproductive function in SD rats ofF1 generation

HONGPo**AONingYANPing-meiYANXiao-yan GAOJin-hua***
（Department ofbiology，Taiyuan nomral university，Taiyuan 030031，China）

To evaluate the effects of genetically modified maize on male reproductive parameters SD rats（F1 generation）were divided into 2 groups randomly,including the treatment group fed with the 33%GM-corn and the control group fed with the 33%non-GM-corn.The rats were killed at the 170thday,the tissue samples of testis and epididymis were obtained for histopathological examinations while the serum samples were analyzed.No morphology changes were detected in testis and epididymis.The relative organ weights,motile sperm rate,number of sperm and Abnormal sperm rate in the treatment groups were not significantly different from the control group（P＞0.05）.It was concluded that the genetically modified anti-dwarf mosaic maize had no negative effect on male reproductive function ofF1 rats.

geneticallymodified maize；rats；sperm；reproductive function

TS212.4+3

A

1673-6004（2011）04-0056-04

山西省自然基金（200901138-3）

** 洪坡，男，1989年出生，太原師范學院本科在讀。

***高晉華，通訊作者：Email：Jinghuagao@163.com

2011-10-09