转基因定量检测用质粒分子标准物质研究进展

近10年来,应用于转基因植物产品定量检测的质粒分子标准物质凭借其易于富集,快捷高效等优点,成为各国检测机构的研究热点。对国内外转基因植物核酸定量检测用的质粒分子标准物质研究进展进行总结和评述,并且对该类标准物质在研制过程中的问题进行分析,同时展望了该类标准物质的发展与应用。     

转基因产品检测标准物质量值一致性研究进展

转基因产品检测标准物质是转基因生物安全管理的物质基础,是检测结果可比性、有效性和溯源性的保障。当前国际上转基因产品检测标准物质研发机构主要有欧盟联合研究中心、美国油脂化学家学会等。我国近年也研发了一系列转基因成分检测标准物质。对各机构研发的标准物质种类、数量、量值表述方式以及量值转换进行汇总、统计、分析,挖掘异同点,并在国内外交流合作、新型标准物质研发以及标准物质应用方面提出合理化建议,以期为我国转基因产品检测标准物质研发和应用提供支撑。     

Cry1Ah蛋白标准物质候选物的制备与纯化（英文）

随着转基因技术的迅猛发展,转基因产品的安全性受到了广泛关注。转基因检测用有证标准物质在确保转基因产品定性、定量检测结果的可比性和可追溯性方面发挥着重要作用。但转基因蛋白质标准物质的开发相对缓慢,其中一个难点是制备高纯度的转基因蛋白质候选物。苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis cry1Ah1基因因其对亚洲玉米螟等鳞翅目害虫有很好的杀虫活性,已用于转基因抗虫作物的研制,并获得具有较好抗虫性状的转基因株系。为了研发Cry1Ah蛋白有证标准物质,亟需建立其制备及纯化体系。文中优化了利用Bt表达系统制备Cry1Ah蛋白的体系,利用离子交换色谱法和排阻色谱法逐级纯化的方法,获得了高纯度的Cry1Ah蛋白(排阻色谱纯度:99.6%)。生物活性测定结果表明,纯化的Cry1Ah蛋白与原毒素对小菜蛾Plutella xylostella的杀虫活性没有显著差异。最后使用Edman降解法和质谱法确定了Cry1Ah蛋白活化后的氨基酸序列。综上所述,获得的Cry1Ah纯蛋白可用于蛋白质标准物质的研制。     

Cry1Ah蛋白标准物质候选物的制备与纯化

随着转基因技术的迅猛发展,转基因产品的安全性受到了广泛关注。转基因检测用有证标准物质在确保转基因产品定性、定量检测结果的可比性和可追溯性方面发挥着重要作用。但转基因蛋白质标准物质的开发相对缓慢,其中一个难点是制备高纯度的转基因蛋白质候选物。苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis cry1Ah1基因因其对亚洲玉米螟等鳞翅目害虫有很好的杀虫活性,已用于转基因抗虫作物的研制,并获得具有较好抗虫性状的转基因株系。为了研发Cry1Ah蛋白有证标准物质,亟需建立其制备及纯化体系。文中优化了利用Bt表达系统制备Cry1Ah蛋白的体系,利用离子交换色谱法和排阻色谱法逐级纯化的方法,获得了高纯度的Cry1Ah蛋白 (排阻色谱纯度：99.6%)。生物活性测定结果表明,纯化的Cry1Ah蛋白与原毒素对小菜蛾Plutella xylostella的杀虫活性没有显著差异。最后使用Edman降解法和质谱法确定了Cry1Ah蛋白活化后的氨基酸序列。综上所述,获得的Cry1Ah纯蛋白可用于蛋白质标准物质的研制。     

转基因水稻华恢1号检测用质粒标准分子研制

质粒标准分子作为阳性标准品已广泛用于转基因作物及产品的核酸定量检测。但是目前多数质粒标准分子只用于研究,未能成为国家级标准物质。因此,按照国家一级标准物质技术规范,研制了用于检测转基因水稻华恢1号的质粒标准分子,内容包括质粒分子的构建、纯度分析、特异性检测、可替代性研究、均匀性检验、稳定性考察、定值与不确定度评估。结果表明,该质粒分子标准物质半年内稳定,可替代基因组作为华恢1号定量的阳性标准。     

适于转基因水稻RJ5检测的质粒DNA标准物质的研制

标准物质对于实时荧光定量PCR进行转基因作物及其产品的定量分析尤为重要,但我国转基因生物的标准物质研制还处于初级阶段,因此研制新型的标准物质对解决转基因标准物质匮乏有着重要的意义。本研究针对转基因水稻RJ5构建了质粒标准分子pRJ5,并对其进行定量适应性鉴定、均匀性测试、稳定性考察,并利用数字PCR方法测定其量值。结果表明,以质粒分子pRJ5为标准物质构建的标准曲线具有良好的反应效率和线性相关性及良好的重复性和重演性。在定量PCR体系检测极限(LOD)低至5 copies/μL,定量极限(LOQ)约为10 copies/μL。均匀性测试的数据表明,质粒标准分子在管间和管内无明显差异,具有良好的均匀性。稳定性测试的结果表明,该质粒标准分子至少可以稳定地保存半年以上。数字PCR(3D-d PCR)的量值测定准确度良好。实际样品的定量分析偏差范围在1.31%至2.44%,相对标准偏差值在0.98%至10.05%。以上结果说明了质粒标准分子pRJ5适合作为标准物质对转基因水稻RJ5进行定量检测。     

数字PCR技术在核酸标准物质研制中的应用

在标准物质研制领域,生物标准物质的研制逐渐成为了研究热点,同时基于核酸的检测技术的开发与应用又推动了核酸标准物质的进程。核酸标准物质需要高级别、精准的定值方法,数字PCR作为单分子定量技术得到了广泛的应用。数字PCR是一种测定核酸分子的绝对定量方法,如微滴式数字PCR是采用油包水形成的微滴作为反应室,将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中进行扩增反应,再通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数,从而达到精确定量核酸拷贝数的目的。综述了近年来关于数字PCR及其在核酸标准物质研究领域的最新应用进展,重点综述了其在转基因检测、医疗诊断等领域的应用进展,以期为核酸标准物质的研制提供参考。     

转基因检测标准的方法验证工作研究

转基因检测标准为转基因食品的有效标识、科学监管、推广应用提供重要的技术支撑。方法验证工作是指实验室通过一定的科学方法,验证上述转基因检测标准在实验室现有的人员、设备、场地环境等条件下是否可得到令人满意的结果。方法验证工作直接影响到标准的实施和应用,但现有的转基因检测标准的验证方法,大部分只提供了方法验证的定义,缺乏具体的操作方案。从验证工作的仪器设备、试剂及标准物质、技术验证参数、环境要求等关键要素进行讨论,提出相应的验证工作建议,旨在为农业转基因实验室开展方法验证提供详细的技术指导,并为我国转基因标准体系的应用推广提供参考。     

MDA技术在转基因检测中的研究与应用

PCR技术是转基因植物及其产品检测的主要方法,但是因为其对模板纯度和质量有较高要求,对于低质量模板难以获得稳定的检测结果。本研究利用MDA技术可将低至10 copies的微量DNA样品扩增至可用PCR方法稳定检出;进一步利用MDA技术对转基因玉米有证标准物质Bt11粉末的单颗粒痕量样品释出DNA进行扩增,结合PCR扩增检测,玉米粉末颗粒中内源参照基因的检出率达到70%以上,转基因特异性序列检出与内源参照基因检出的比值,与标准物质标称值基本相符,为建立基于MDA技术转基因植物及其产品粉末颗粒等痕量样品检测方法奠定了基础,同时也为加工产品中复合性状转基因作物的检测提供了潜在的解决方案。     

研发动态

<正>农业部发布16项转基因检测标准农业部近日发布公告,根据《中华人民共和国农业转基因生物安全管理条例》规定,经专家审定通过了转基因动物及其产品成分检测、转基因植物及其产品成分检测的16项标准,并批准发布为中华人民共和国国家标准,自2014年8月1日起实施。具体包括:转基因动物及其产品成分检测:猪内标准基因定性PCR方法、羊内标准基因定性PCR方法;转基因植物及其     

基于PCR技术的DNA分析测试关键要素

大多数国家对转基因生物研究与产业化日趋积极,把发展生物技术作为支撑发展、引领未来的战略选择,力求抢占新一轮经济和科技革命的先机与制高点。随之而来的是公众对转基因产品安全性的关注。转基因生物成分分析作为安全性评价的重要内容,发挥着举足轻重的作用,而基于PCR技术的转基因产品核酸成分分析是最经典、最广泛使用的方法。虽然此方法已普遍应用,但国内外鲜有较为全面的阐述此类分析测试要素的报道。为此,本综述对国内外相关方法的文献资料进行了梳理、比对和研究,结合已有的分析测试实验室的经验,提出了PCR测试体系的关键要素主要是标准和指南、方法的确认、标准物质及能力验证等四个方面,且在文中简明扼要的论述了各个部分的要点,供转基因核酸成分分析及相关领域工作者参考。     

出入境转基因产品及其分子检测现状与展望

随着转基因产品在全球的迅速推广,包括我国在内的很多国家都建立了转基因标识制度。各检验检疫口岸应转基因产品生产企业、食品制造商、消费者等多方面需要,相继开展了转基因产品的检测工作。准确可靠的转基因产品检测技术是各国检疫检疫单位的共同需求。转基因产品的检测主要有两大类方法,一类是DNA水平上的检测,另一类是蛋白质水平上的检测。多个发达国家也相继成立专门机构或部门,负责转基因产品生物检测技术标准化工作。国际上对转基因产品的检测工作有向委托鉴定方向发展的趋势。我们简要综述了出入境转基因产品及其分子检测现状。     

适于转基因油菜RT73品系特异性检测的标准分子构建及其适用性鉴定

针对目前转基因产品检测标准物质缺乏的难题,构建适于转基因油菜RT73品系特异性检测的标准分子pEASY-RT73.其包含转基因油菜RT73品系3'端侧翼序列,油菜内标准基因HMG和PEP片段.对其在定性和定量检测中的适用性进行了实验室内部验证,结果表明,标准分子pEASY-RT173高度特异于转基因油菜RT73品系.以标准分子为标准品的普通PCR扩增中,3个目标片段的检测下限(LOD)均为10拷贝.实时荧光PCR检测的LOD均为25拷贝,定量下限(LOQ)均为50拷贝.以标准分子为标准品构建的标准曲线反应效率介于0.96-1.02间,相关系数均大于0.999.分别以PEP和HMG为内标准基因对5个盲样的测试结果显示,测量值与设定值间偏差(Bias)介于-14.13%-14.29%间,SD小于0.20,RSD小于18.0%.因此,标准分子pEASY-RT73可很好地替代植物来源阳性标准品用于转基因油菜Rt73及其来源产品品系特异性检测.     

实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

随着基因工程技术在农业生产中应用的深入,越来越多具有改良特征的转基因植物在全球范围内得到广泛种植,随之而来的转基因食品也迅猛发展,转基因产品大规模商业化引起了对安全性问题的担忧。为保证转基因产品标签制度的顺利实施,建立快速、准确、高通量的定量检测方法十分必要。我们综述了国内外转基因食品检测技术的研究进展,重点阐述了实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用,并展望了通过构建质粒标准分子的方法来实现对更多转基因植物品系的定量检测。     

六种作物内标准基因开发与检测研究进展

内标准基因（internal reference gene）是指能够区分物种的特异性、具有单一或恒定的低拷贝数、低变异的保守DNA序列。指定作物种类的内标准基因在转基因成分检测、物种及其产品判别等众多领域内作为鉴别其他物种的主要遗传标志,尤其是在转基因产品定量定性检测中,可用于检测样品中的物种来源以及转基因含量,对转基因产品定量定性检测具有重要意义。目前,已有多种作物的内标准基因被开发,其中玉米、油菜和水稻开发的内标准基因数量较多,但仍缺乏更为透彻的比较研究,导致选择与应用较为困难。基于此,根据国内外已有的研究成果,综述了6种检测或鉴定需求较大的作物（包括玉米、大豆、油菜、棉花、水稻和小麦）的内标准基因的研究进展,并对常见作物的内标准基因进行了系统的比较和研究,以期为植物源性、转基因成分及相关检测鉴定提供技术支撑。     

脂肪酸标准物质的研究进展

脂肪酸是一类具有重要功能的生物分子,广泛存在于动植物体内,是人体的重要组成成分,与人体很多疾病的发生都息息相关。脂肪酸标准物质是脂肪酸检测结果准确与否的依据,世界各国都在积极研制,目前我国脂肪酸标准物质研制单位主要有国家粮食局科学研究院和中国计量科学研究院等。综述了国内外脂肪酸标准物质的现状,对比分析了国内外脂肪酸标准物质的种类、特性量值组成和定值方法等。国外脂肪酸标准物质一般含有多种特性组分,特性量值较多,国内脂肪酸标准物质一般仅针对脂肪酸测量研制,基体比较单一,特性组分较少,量值较少。     

转基因定量检测的不确定度研究

目前,欧盟、日本对转基因产品都实行基于转基因含量(阈值)强制标识制度。世界各国都采用实时荧光PCR方法来开展食品成分的相对定量检测工作,以样品的内、外源基因的拷贝数之比来近似代表样品中的转基因质量分数。为了便于用户正确理解检验结果,在转基因定量检测结果报告中必须报结果的不确定度,分析了转基因定量的不确定度来源,参照化学分析中的有关方法,给出了转基因定量检测中外源基因和内源基因的标准曲线的不确定度测算公式,并以转基因大豆为试材,利用方法的室内验证数据进行不确定度计算,可供相关实验室参考。     

用于筛查转基因作物成分的质粒标准分子的研制

为弥补传统标准物质的缺乏,构建了一种可用于筛查转基因作物成分的质粒标准分子。首先,通过PCR扩增获得454 bp的RBCL基因、236 bp的CaMV35S启动子以及200 bp的NOS终止子目的片段,经两次重叠延伸PCR扩增将上述3个片段连接成849 bp的重组子。随后,将该重组子克隆至pMD18-T载体,经PCR扩增、测序分析后成功获得阳性重组质粒pMD-RBCL-CaMV35S-NOS。进一步的替代性研究显示,该重组质粒DNA与标准物质基因组DNA的检测分析结果一致。因此,该重组质粒标准分子可作为阳性标准物质用于转基因作物成分的初步筛查检测。     

基于CRISPR/Cas原理的转基因产品检测技术研究进展

随着转基因产品商业化种植面积不断增加、国际贸易日趋频繁,对转基因生物安全管理提出了更高的要求。转基因产品检测技术作为安全评价的关键环节,逐渐引起了各国政府的关注。目前,针对转基因产品的快速检测方法层出不穷,但这些检测方法对于设备、试剂和专业的实验人员均有较高的要求。因此,为了有效支撑转基因相关产业的发展和管理,亟需建立一种高灵敏度、高特异性及高效的转基因检测技术。基因组编辑技术是近年来迅速发展的一类遗传修饰技术,其代表技术——CRISPR/Cas技术,更是极大地推动了生物技术的发展。CRISPR/Cas技术除了被应用于基因编辑领域,也逐渐被应用于核酸分子检测领域。基于此,以转基因产品检测技术为立足点,从CRISPR/Cas的检测原理、检测效果等技术层面分析了CRISPR/Cas检测技术发展的必然性,并对其在转基因产品检测上的应用前景进行展望,旨在为我国转基因产品快速检测和有效监管工作提供资料,对于保障我国转基因产品贸易的顺利进行具有重要意义。     

转基因水稻克螟稻2号定量检测用质粒标准分子研制及不确定度评价

转基因作物的食用安全和环境安全一直受到消费者与各国政府及相关机构人员高度重视。质粒标准分子是转基因核酸量值的载体,为实现转基因植物核酸量值准确性、可比性和有效性提供保障。描述了转基因水稻克螟稻2号质粒标准分子(pKMD2)的研制过程,包括质粒构建、特异性、均匀性、稳定性、可替代性和量值及不确定度评价等方面。量值结果表明pKMD2质粒标准分子所含两个基因片段比值为1.032,不确定度为0.032,可以替代基因组作为阳性标准品用于实验室质控、含量检测及贸易争端等领域。