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自1994年世界第一例转基因番茄投放美国市场以来,经过短短的十几年,市场上大量涌现转基因食品(Genetically Modified Foods,GMF)。在食品转基因成分的标识管理和安全性评价中,不少国家和地区均规定:当食品中转基因成分的含量超过某一阈值时必须进行标识。现行的定量分析模式,只能针对每一种待测转基因物种选择该物种特定的内源参比基因(Endogenous Reference Gene),通过测定该物种基因组中外源基因与内源基因靶模板拷贝数的比率(X0/R0)来定量转基因成分,并以其作为样品中转基因成分的含量。
本文在前人研究的基础上,根据TaqMan探针实时荧光PCR定量技术的原理,旨在建立一种不依赖内源参比基因的转基因成分实时荧光PCR定量分析模式。研究内容分为四个部分:食品转基因DNA成分实时荧光PCR定量分析数学模式的建立;单物种及多物种样品中转基因DNA成分实时荧光PCR.定量分析模式的验证;物种DNA成分定量分析的究;大豆基因组分子量的测定。
在第一部分中,基于TaqMan探针实时荧光PCR定量的基本原理,建立了单物种及多物种样品中各转基因物种DNA含量和转基因DNA总含量的测定模式。新建模式以转基因物种DNA与样品DNA质量的比值表示转基因成分的含量,通过测定DNA提取物溶液在260nm处吸光值的方法,消除样品与标准品之间DNA含量及DNA提取效率的差异对定量结果的影响,实现了单物种及多物种样品中各转基因物种DNA含量的分别测定和转基因DNA总含量的测定。理论分析结果表明,与现行模式相比,新建模式可解除对内源参比基因的依赖,从而拓宽方法的适用范围,并且降低分析结果的系统误差,提高测量的精密度。
在第二部分中,分别以单物种及多物种植物样品为研究对象,以单物种转基因植物DNA为标准样品、通用外源基因及外源结构基因的内部序列为靶模板,验证了单物种及多物种样品中各转基因物种DNA含量和转基因DNA总含量定量分析的模式。用转基因和非转基因大豆、玉米、大米DNA配制的单物种及多物种验证样品,验证新建模式的检出限、准确度和精密度。试验结果表明,新建模式的定量检出限在0.05%左右,各类样品转基因DNA含量的测定值与理论值的偏离度在0.39%~26.47%之间,Ct测定值的变异系数(CV)在0.03%~1.20%之间,转基因DNA含量测定值的变异系数(CV)在1.33%~25.14%之间,满足转基因成分定量分析检出限、准确度和精密度的要求。在第三部分中将新建模式应用于食品物种DNA成分的定量分析,通过配制已知各物种成分含量的三物种、四物种混合验证样品,分别以物种特异性内源基因为靶模板,对食品物种成分进行了定量分析。三物种及四物种验证样品物种成分定量分析结果表明,物种成分含量测定值与理论值的偏离度在0.32%~25.05%之间。Ct测定值的变异系数(CV)在0.02%~1.12%之间,物种DNA含量测定值的变异系数(CV)在0.41%~20.36%之间,满足定量分析准确度和精密度的要求。
在第四部分中,将新建模式应用于大豆基因组分子质量的测定,通过构建含目的片段的质粒标准品,利用实时荧光定量PCR技术,定量测定物种特异性内源单拷贝基因的分子数;通过测定DNA提取物溶液在260nm处吸光值的方法,定量测定PCR.管中DNA的质量,进而求出大豆基因组的大小。大豆基因组大小测定结果表明:3次测定结果的平均值为1.11pg,标准偏差为0.01,变异系数(CV)为0.90%,表明检测结果的重复性较好,同时表明稳定性较好。