轉(zhuǎn)基因棉花的DNA分析測(cè)試

L.Kruse

動(dòng)力與生物科技公司(德國(guó))

迄今為止，棉花是紡織工業(yè)中最重要的植物纖維。全球產(chǎn)棉中，超過(guò)75%的棉花為轉(zhuǎn)基因(GM)棉花。在美國(guó)、印度、巴基斯坦和中國(guó)等國(guó)家，轉(zhuǎn)基因棉花的占比超過(guò)95%。與此同時(shí)，人們對(duì)生態(tài)方式生產(chǎn)的棉花越來(lái)越感興趣。因眾多消費(fèi)者對(duì)基因工程的批判，將轉(zhuǎn)基因棉花標(biāo)記為“有機(jī)”產(chǎn)品顯然不太可能為大眾接受。此外，一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)禁止在標(biāo)記為“有機(jī)”的棉制品中使用基因工程技術(shù)。

考慮到復(fù)雜的加工過(guò)程和全球商品流通，有機(jī)棉和轉(zhuǎn)基因棉的無(wú)意混合幾乎不可避免。而由于有機(jī)棉價(jià)格高得多，因此也不排除部分有機(jī)棉和轉(zhuǎn)基因棉的混合是因欺詐或其他不良行為產(chǎn)生的。基于此，可靠的和可接受的分析工具顯然必不可少。DNA分析方法的適用性長(zhǎng)期在各領(lǐng)域被否決，直至最近，人們才普遍認(rèn)同它的作用。

1 分析現(xiàn)狀

目前已知的全部66種轉(zhuǎn)基因棉花品種中均包含“外來(lái)”遺傳物質(zhì)，即某些源自病毒、細(xì)菌和植物的DNA片段已重組并穩(wěn)定地整合到各種棉花植株中。這種“轉(zhuǎn)化”的目的是賦予棉花新的特性，如耐除草劑性或抗蟲(chóng)性。所有生物體的DNA都包含信息攜帶部分(基因)和其他調(diào)節(jié)性DNA部分，即啟動(dòng)子和終止子，它們定義了一個(gè)基因的開(kāi)始和結(jié)束。

智能的分析策略將檢測(cè)、鑒定和量化轉(zhuǎn)基因棉花，以回答下述3個(gè)問(wèn)題：試樣中是否存在基因修飾(篩選)？存在哪些轉(zhuǎn)基因棉花事件(鑒定)？確切的百分比是多少(量化)？

2019年4月，“棉花和紡織品中轉(zhuǎn)基因生物篩選”的第一種“官方”方法(IWA 32：2019協(xié)議)發(fā)布。在一個(gè)由有機(jī)棉促進(jìn)劑引發(fā)的項(xiàng)目中，荷蘭標(biāo)準(zhǔn)化研究院NEN負(fù)責(zé)項(xiàng)目推動(dòng)，并由歐盟參考實(shí)驗(yàn)室Rikilt處理，來(lái)自23個(gè)國(guó)家的80名參與者共同制定了一項(xiàng)協(xié)議。該協(xié)議可作為檢測(cè)種子、葉子和加工過(guò)的纖維試樣中是否存在轉(zhuǎn)基因棉花的篩選指南。

IWA 32：2019協(xié)議中描述的幾乎所有分析步驟都已在多年前發(fā)布，并已在歐盟確立了20多年，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品和飼料。盡管該協(xié)議中未見(jiàn)任何分析方面的創(chuàng)新，但對(duì)于沒(méi)有DNA分析經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室而言，可能有所幫助。并且基于其官方性質(zhì)，該“基本”協(xié)議將有助于纖維測(cè)試領(lǐng)域更廣泛地接受基于DNA的方法。

IWA 32：2019協(xié)議應(yīng)被視作一種非約束性指南，它可使沒(méi)有DNA分析經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)棉花基因修飾的檢測(cè)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出其他方法并達(dá)到可比的或更好結(jié)果的實(shí)驗(yàn)室也可使用。IWA 32：2019協(xié)議只能對(duì)第一個(gè)問(wèn)題(是否有可檢測(cè)到的基因修飾？)給出定性答案，更有意義的測(cè)試還應(yīng)包括不在項(xiàng)目范圍內(nèi)的后續(xù)分析環(huán)節(jié)中的“識(shí)別”和“量化”。

2 展望

IWA 32：2019協(xié)議只能檢測(cè)多種不同轉(zhuǎn)基因植物中常見(jiàn)的某些DNA片段。因此，其只能被視為第一步，因?yàn)樗荒芑卮鹱钪匾膯?wèn)題：轉(zhuǎn)基因棉花是以示蹤級(jí)別出現(xiàn)，還是在高百分比范圍內(nèi)存在？前一種情況可能是技術(shù)上無(wú)法避免的轉(zhuǎn)移，而后一種情況則可能帶有欺詐意圖。

對(duì)于“零容忍”需求，即完全沒(méi)有轉(zhuǎn)基因DNA是不現(xiàn)實(shí)的。避免基因污染極其困難，甚至不可能。因此，可考慮一個(gè)限量，在該限量范圍內(nèi)可接受少量的殘留物。在這方面，務(wù)實(shí)的解決方案可以參考《紡織品標(biāo)簽法》，該法允許產(chǎn)品中聲明的動(dòng)物纖維以外的其他動(dòng)物纖維含量不超過(guò)2%；或者參考?xì)W盟關(guān)于食品和飼料中轉(zhuǎn)基因比例的閾值為0.9%的規(guī)定。

閾值要求使用精確的定量方法。通過(guò)不斷優(yōu)化分析方法，研究者最近成功擴(kuò)展了能夠可靠地進(jìn)行定性和定量分析的棉基質(zhì)。

可靠的定量數(shù)據(jù)需通過(guò)采用前沿技術(shù)，即數(shù)字聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)實(shí)現(xiàn)。

最后，應(yīng)考慮由公正機(jī)構(gòu)組織的實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試。不同的實(shí)驗(yàn)室可以通過(guò)分析各種參考試樣(即原材料)展示其檢測(cè)能力和經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)這項(xiàng)研究的結(jié)果，對(duì)不同方法的可能性和局限性做客觀評(píng)估。