维普资讯 http://www.cqvip.com 第27卷第1期 2008年3月 武汉工业学院学报 V01.27No.1 Journal of Wuhan Polytechnic University Mar.2oo8 文章编号:1009—4881(2008)0l一0005—03 玉米中转基因成分的定性PCR检测 许芳,李鑫,罗欣,刘志国 (武汉工业学院生物与制药工程系,湖北武汉430023) 摘要:利用改良CTAB法提取玉米产品的基因组DNA,应用PCR检测方法,并以玉米特异 性内源基因IVR为内参,花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S启动子)、农杆菌胭脂碱合成 酶终止子(NOS终止子)为靶基因检测玉米中是否存在转基因成分。实验结果表明,有些玉米 样品中存在转基因成分,表明市场上存在未经标识的转基因玉米及其加工品。 关键词:转基因玉米;改良CTAB;PCR 中图分类号:Q 93 文献标识码:A O 引言 玉米是世界三大谷类作物之一,在世界农业 生产中占有相当重要的地位,对粮食和饲料生产 起着举足轻重的作用。2006年,全球转基因玉米 VIS Spectrophotometer 8500、ZF.90型暗箱式紫外透 射仪、PCR扩增仪(4800)、电泳仪(DYY-2C型)、制 冰机、自动三重纯水蒸馏器、取液(10 L、20 L、 200 、1000 v,L)、玻璃器皿(研钵、烧杯、玻璃棒、容 量瓶)、消耗性器材(Eppendoff管、各种规格头) 1.1.2 试剂 dNTP Mixture、10 X PCR buffer、50 bp DNA 种植面积仅次于转基因大豆,达到2 300万平方公 顷,占转基因作物总面积的22.5% 。在转基因 玉米及其产品对人类健康和生态环境是否有害没 有定论之前,转基因玉米及其产品的检测是非常 重要的 。为了加强对农业转基因生物安全管 Ladder Marker、2000bp DNA Ladder Marker、Taq酶、 核糖核酸酶(RNaseA)等均购自宝生物工程(大连) 有限公司,其它试剂均为国产分析纯, 十六烷基三甲溴化铵(CTAB)提取液100 mL: 10 mL Tris-Hcl(1mol/L pH 8.0);5 mL EDTA 理,保障人类健康和动植物、微生物安全,保护生 态环境,应科学的对转基因产品进行长期有效的 监控,建立快速、有效的检测方法体系,这也是对 食品环境、人类、动物和可持续农业发展的重要保 (0.5mol/L pH 8.0);2g十六烷溴化(CTAB);8.2 g NaC!,定容至100 mL。使用前需要120℃灭菌 30min。 障。本实验通过PCR检测市场常见玉米产品,结果 表明市场上确实存在未经标识的转基因产品,这为 有关部门对转基因产品的监管提供了依据。 十六烷基三甲溴化铵(CTAB)沉淀液100mL: 0.5g CTAB;2.3376g NaC1;定容至100mL。使用前 需要120℃灭菌30min。 1.1、3 引物 1材料与方法 1.1实验材料 实验检测对象主要是农贸市场上未有任何标识 的玉米。 1.1、1主要仪器 CaMV35S启动子基因、NOS终止子基因以引物 设计分别参考文献 “ 。玉米内源基因IVR基因 引物的设计以NCBI GeneBank序列为基础而设计 的。实验所需特异性引物由宝生物工程(大连)有 限公司合成,各引物序列、所检测基因片段的长度及 自动凝胶成像分析系统、台式高速离心机、uV. 收稿日期:2007—11.14 作者简介:许芳(1979一),女,湖北省武穴市人,助教。 维普资讯 http://www.cqvip.com 6 武汉工业学院学报 2008年 其性质见表1。 表1检测转基因玉米内、外源基因引物信息 1.2方法 弃上清液,用75%乙醇洗涤沉淀两三次后,在室温 下自然风干用三重蒸馏水溶解储存于4℃。 1.2.1 玉米基因组DNA的提取及检测 取5 L样品溶于95 L三重蒸馏水中,用UV. 称取0.1g样品,在研钵中充分研磨。加人 VIS Spectrophotometer8500分析DNA的浓度,通过 1 O001 ̄L CTAB提取液,继续研磨充分后加人到 它对提取玉米DNA测OD值,并记录数据。由 1.5mL Ep管中;向Ep管加人4 L RNaseA,至于65 0D260nm/OD280nm判定基因组DNA的浓度,其比 ℃水浴 ,过程中混匀3~5次,30min,12000 r/min 值在1.7~2.0之间较好,符合PCR检测要求。。 。 室温离心10min;取上清于新的Ep管中,加人等体 1.2.2 PCR扩增及检测方法 积氯仿:异戊醇(24:1),轻缓颠倒数次(或至于漩 检测4种样品中内源和外源基因的PCR检测 涡震荡器上混匀),室温静置5 min,室温12 000 r/ 采用50 L反应体系 :Taq(5 U/p ̄L)0.5 L;10× min离心10 min;重复加人氯仿异戊醇一到两次(过 PCR Buffer(Mg—Plus)5 L;dNTP Mixture(各2.5 程中如上清液量太少,可适量加人三重蒸馏水);取 mM)4 L;样品DNA 1 L;上引物1 p,L;下引物1 上清于新的Ep管(千万不要吸人下层液体),再加 p,L;灭菌蒸馏水37.5 L。注:进行PCR检测时必须 入等体积的CTAB沉淀液,轻缓颠倒混匀后室温静 设置一个空白对照(用配置反应体系的试验用水代 置1h,15 000r/min室温离心10min;弃上清液,加人 替模板) 。 400 L 1.2mo]/L氯化钠溶解沉淀,56℃温浴15min, 样品中内源基因和外源基因的PCR检测的参 期间轻摇Ep管数次助溶;加人800 的.20℃无水 考反应条件见表2。反应条件需要根据检测仪器的 乙醇,_20℃静置1 h,15 000 r/min室温离心10min; 性能做相应调整 。 表2玉米样品内外源基因PCR反应条件 取PCR产物5 加1 点样液混合后点人上 结果见图1。图1的结果表明:扩增出的片段与预 样孔,于120V电压电泳30~40 min。电泳结束后, 期相符,成功提取出玉米的基因组DNA。 取出凝胶用自动凝胶成像分析系统检测。 、 1 2 3 4 5 6 7 2实验结果及讨论 2.1内源基因检测 —225bp 以玉米内源基因IVR为参照基因,用该基因的 特异性引物对4种玉米样品DNA进行扩增,可以用 于检测玉米样品基因组DNA提取是否成功。为保 图1 内源基因(IVR)特异性扩增产物凝胶电泳结果 证检测结果的可靠性,对玉米样品进行转基因成分 泳道l:50 bp DNA Ladder Marker;泳道2:空白对照(未 的单一PCR检测时,设置了空白对照(PCR时加引 加DNA模板);泳道3:l号玉米;泳道4:2号玉米;泳道5:3 物,不加模板)和阴性对照(非转基因玉米)。检测 号玉米;泳道6:4号玉米;泳道7:阴性对照。 维普资讯 http://www.cqvip.com 1期 许芳,李鑫,罗欣,等:玉米中转基因成分的定性PCR检测 7 2.2外源基因终止子(NOS)和启动子(CaMV35S) 将法规落到实处,必须建立起一整套完善对转基因 检测 的安全性评价体系、严格的实施标准和技术监督措 同样为保证检测结果的可靠性,设置了空白对 施。而实验正是从技术监督的角度出发而设计的。 照。用NOS终止子特异性引物对样品是否为转基 玉米基因组DNA的提取是整个实验的基础,此 因产品进行定性PCR扩增,扩增产物为180 bp。检 实验则应用改良的CTAB法,主要是为了更有效地 测结果见图2。 除去玉米中的蛋白质,使得提取出的玉米基因纯度 l 2 4 6 7 更高。此方法利用多次的氯仿异戊醇混合液抽提尽 ■ 量去除蛋白质;通过适当延长DNA沉淀时间,提高 离心转速等方法,使基因组DNA能充分沉淀下来。 嚣从实验结果来看,用改良的CTAB法提取玉米基因 组DNA效果很好。 PCR技术非常成熟,反应体系固定,易于操作, 图2外源终止子(NOS)特异性扩增产物凝胶电泳结果 也比较方便快捷。现在市面上85.7%的转基因玉 泳道1:50 bp DNA Ladder Marker;泳道2:空白对照(未 米转入的是CaMV35S启动子和NOS终止子,针对 加DNA模板);泳道3:1号玉米;泳道4:2号玉米;泳道5:3 CaMV35S启动子和NOS终止子等外源基因设计特 号玉米;泳道6:4号玉米;泳道7:阴性对照。 异性引物进行PCR检测,结果的特异性高,覆盖率 用CaMV35S启动子特异性引物对样品是否为 广。而且相对于其它的检测方法如Elisa法和试纸 转基因产品进行定性PCR扩增,扩增产物为195 bp。 条法,PCR法的灵敏度高,且受基因表达产物和产 检测结果见图3。 品加工程度的影响相对较小,因此PCR法是农产品 l 2 4 6 7 及其加工品中转基因成分检测的有效方法。 置 瑟 实验一方面是通过改变实验方法,完善转基因 作物及其加工品的检测手段;另一方面则是提出警 示:食品市场上对于转基因食品的管理、监督及检测 有待进一步加强。 参考文献: 图3外源启动子(CaMV35S)特异性扩 [1] 李余良,胡建广.转基因玉米研究进展[J].中 增产物凝胶电泳结果 国农业通报,2006,2(2). 泳道1:1号玉米;泳道2:2号玉米;泳道3:3号玉米;泳 [2] 肖一争,唐咏.国内外转基因玉米检测方法研 道4:4号玉米;泳道5:阴性对照;泳道6:空白对照(未加 究概况[J].河南农业科学,2007.32(5):05. DNA模板);泳道7:50 bp DNA Ladder Marker。 10. 以上检测结果表明,1号、2号玉米均有可能含 [3] 周建嫦,杨杏芬,黄俊明,等.聚合酶链式反应 有转基因成分。2号玉米外源NOS终止子没有扩增 鉴定转基因大豆和玉米[J].中国公共卫生, 出特异性的条带,其原因可能是样品中的大豆基因 2005,10(23):1226.1227. 组受到不同程度的破坏。 [4] 郑文杰,刘煊,刘伟,等.转基因大豆加工产品 2.3 讨论 的定性PCR检测[J].农业生物技术学报, 2003,11(5):467-471. 2002年4月8日,卫生部根据《中华人民共和 [5] 甘玉冬,阳成波、转基因产品检测方法研究进 国食品卫生法》和《农业转基因生物安全管理条 展[J].中国饲料,2004(14):22.23. 例》,制定并公布了《转基因食品卫生管理办法》。 [6] 曹际娟,陈明生,卢行安,等.PCR检测转基 其目的是为了加强对转基因食品的监督管理,保障 因玉米及其粗加工食品[J].玉米科学,2001, 消费者的健康权和知情权。而以上实验结果证实了 9(2):87.91. 未有任何标识的玉米中也存在转基因玉米,证明现 (下转第27页) 在转基因食品市场还比较混乱,管理上存在一些漏 洞。法规的执行需要强大的技术作为支持。真正要 维普资讯 http://www.cqvip.com
l期 杨建斌,陈明锴,汤世华,等:超声波辅助制备生物柴油的研究 27 of Vegetable Oil Methyl Esters[J].Biomass and Bioenergy,1996,11(1):43—50. Transteriifcation Kinetics of Soybean Oil[J]. 1986,(63):1375. Sblom J.Emulsios and Emulsion Stability [12] Sj[M].Marcel Dekker,New York,1996.437— 468. [1O] Stavarache C, ̄natom M,Nishimum R,e}a1. Conversion of Vegetable Oil to Biodiesel Using Ultrasonic[J].Chemistry Letters,20O3,(32): 716-717. [13] 王萍辉.超声空化影响因素[J].河北理工学 Freedman B,Butterfield R O,Pryde E H. 院学报,2003,25(4):154—161 Ultrasonic Wave—assisted Preparation of MicrobiaI BiodieseI YANG Jian一6 。 ,CHEN Ming—kai ‘,TANG Shi—hua ,He DONG-ping ,CHEN Tao (1.College of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China; 2.Renmin Hospital,Wuhan University,Wuhan 430060,China) Abstract:The transesteriifcation of microorganism grease with short—chain alcohols,in the presence of base— catalyst,by means of low frequency ultrasound(28 and 40 kHz)in order to obtain biodiesel fuel was studied.By using ultrasounds the reaction time is much shorter(10—40 min)than for mechanical stirring.The quantity of required catalyst is 2 or 3 times lower.The molar ratio of alcohol/oil used is only 6:1.Normal chain alcohols react fast,while secondary and tertiary alcohols show some or no conversion after 60 min of reaction.Surprisingly,40 kHz ultrasounds are much more effective in the reduction of the reaction time(10—20 min).Twenty eight kilohertz give slighdy better yields(98%一99%),but longer reaction time,while higher frequencies are not useful at all for the transesterification of fatty acids. Key words:microorganism grease;transesteriifcation;ultrasound;base catalysis;microbila biodiesel (上接第7页) 测技术及其应用与发展[J].广西植物,2006, [7] 金芜军,郝畅,程红梅,等.用复合PCR方法 26(5):483487. 检测6种转基因玉米中外源DNA的特异性 [9] 中华人民共和国出入境检验检疫行业标准 [J].农业生物技术学报,2005,13(5):562— (SN/T)1202—2003,食品中转基因植物成分 567. 定性PCR检测方法[s]. [8] 兰添颖,宋文芹,张守攻,等.转基因农作物检 The PCR for Detecting Genetically Modified Components in Maize XU F帆g,H Xin,LUO Xin,UU Zhi—guo (Department of Biotechnology and Pharmacentical Engineering, Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China) Abstract:This experiment made use of hte modiifed CTAB,carried on Mararate isolation and puriifcation of DNA from various corn samples.Using polymerase chain reaction technology,and using the corn specific endogenous gene IVR as a re ̄rence,we could validate the amplification of DNA.If the result is positive.then We could amplify the foreign gene CaMV35S and NOS of.the transgenic corn.According to the PCR resul ̄,we can determine whether the samples contain transgenic ingredients.The resulst show that genetic modiifcation exists in some samples of corns which could be found in market with no permit identiifcation. Key WOrds:transgenic maize;modiifed CTAB:PCR