轉基因檢測技術：從一片空白到國際立足
——記上海交通大學、上海出入境檢驗檢疫局聯合團隊的十年攻關

本刊記者/李 輝

轉基因檢測技術：從一片空白到國際立足
——記上海交通大學、上海出入境檢驗檢疫局聯合團隊的十年攻關

本刊記者/李 輝

本期項目：水稻、玉米、油菜轉基因產品內標準檢測方法及標準化

所獲獎項：2012年度上海市科技進步獎一等獎

完成單位：上海交通大學、上海出入境檢驗檢疫局

近些年來，公眾對于轉基因食品安全的關注度日益增高。作為種植和進口轉基因農產品的大國，如何更好地從技術層面對該類產品進行把關，是我們國家必須直面和應對的問題。

上海交通大學張大兵教授與上海出入境檢驗檢疫局潘良文研究員的聯合團隊，經過十余年的持續攻關，建立了一套針對水稻、玉米、油菜等轉基因產品的內標準基因檢測方法，這套方法被國際標準化組織（ISO）采納從而上升為國際標準。他們還建立了其他一系列轉基因產品檢測的新方法，建立了國際上首個轉基因生物安全檢測數據庫。這些工作，為我國的轉基因檢測實踐奠定了堅實的基礎。也正是這些工作，為他們贏得了上海市2012年度科技進步獎一等獎的榮譽。

十多年前，國內轉基因檢測幾乎空白

張大兵教授與潘良文研究員團隊的工作，要從十余年前說起，當時轉基因產品受關注的程度還不是很高。直接推動我們國家開始重視轉基因產品檢測工作的事件，是113個國家于2000年1月在加拿大簽署了聯合國《生物安全協定書》。協定書中明確規定，消費者對轉基因食品擁有知情權。

中國是簽署國之一。加拿大會議之后，國務院有關領導十分重視，要求科研工作者加強對轉基因生物技術標準的研究。在上海，市科委迅速做出了響應，向社會發布了轉基因檢測技術的項目申請指南。

張大兵與潘良文兩支團隊的合作，即從這一次的項目聯合申請開始。在此之前，他們兩人只是因為共同的轉基因研究興趣，在一次學術會議上認識并互相欣賞。

當時，國內還沒有成熟的針對轉基因農產品的定性、定量檢測技術，更沒有相關國家或行業技術標準。在基本空白的基礎上，經過三年的研究，他們取得了一系列的開創性成果，并且獲得了2004年度上海市科技進步獎一等獎的認可。

在此之后，他們的合作團隊針對轉基因產品的檢測更加深入，從針對幾種產品延展為針對更廣范圍的產品，從初步的定性定量方法走向了更成熟全面、上升為國家標準乃至國際標準的方法。

是不是？有多少？

轉基因檢測事實上主要圍繞定性和定量這兩個“知情權”的核心問題展開。“定性”——是不是轉基因產品，“定量”——含什么成分的轉基因以及含量多少。由于各個國家對轉基因的態度不同，對定性和定量的定義也有所不同。

比如對轉基因產品一直持開放態度的美國，就不要求商家對轉基因產品必須標識。而歐洲和亞洲一些國家，則持不同程度的謹慎態度。

歐洲議會于1997年通過的 《新食品規程》決議，規定歐盟成員國上市的任何轉基因產品必須貼上轉基因標簽。2001年11月，歐盟修改了轉基因食品法規，規定凡含有0.9%以上轉基因DNA或蛋白質的農作物或食品必須進行標識。

在亞洲，韓國政府從2001年開始，以3%為界限實施標簽制度。日本在2001年實行1%標簽制度。中國政府則規定只要含有轉基因成分，一律需要標識。

內標準基因檢測方法，從提出到完善

張大兵和潘良文團隊這次獲獎的內容，集中于他們針對水稻、玉米、油菜轉基因產品的內標準基因檢測方法的研究成果。

轉基因的檢測方法其實可以從轉基因的基本原理說起。如所周知，所謂“轉”基因，是將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中。那么也就是說，對一種產品是否是轉基因的檢測，關鍵在于在它的成分中有否檢出外源基因。

人們對轉基因產品中轉基因成分的檢測，主要分兩個步驟：提取出產品的DNA，然后再用一種生物化學反應來檢測其中的轉基因成分。在第二個步驟中，現在檢驗部門一般采用的是聚合酶鏈式反應（PCR）。

但在提取產品DNA的過程中，如果提取被檢測產品的DNA沒有成功，或者是提取DNA中有PCR反應的抑制物質，那么在PCR檢測時，就檢測不出轉基因成分。顯然，這并不能說明被檢產品中沒有轉基因成分。

一定要規避這種情況的出現。這也正是內標準基因檢測法的一個特點所在。

所謂內標準基因，是指具有物種特異性、拷貝數恒定、不顯示等位基因變化的保守DNA序列。也就是說，內標準基因是物種間區別的遺傳標志——某一物種內的不同品種均含有該內標準基因的特異性片段，但其他物種卻不含有該片段。再簡單來說，如果從一個樣品的DNA中檢測到了水稻的內標準基因，那么這一樣品必然含有水稻的DNA。

有了內標準基因對DNA的檢測，對外源基因PCR檢測的準確性就有了保證。但難點在于，迄今為止雖然許多物種已開發出內標準基因，但是水稻、番茄、油菜、番木瓜等常見產品的內標準基因開發工作之前做的并不多。

在過去的十余年研究中，項目組通過大量研究，系統地建立了適合于主要轉基因作物的內標準基因檢測系統，如水稻SPS、油菜HMGI/Y、棉花SadI、番茄LAT52和番木瓜Chy基因等。項目組依據這些內標準基因，建立了結合PCR技術的一整套轉基因檢測體系。

這些工作，是項目組獲得上海市2012年度科學技術進步獎一等獎的重要組成部分。值得祝賀的是，在2012年到2013年這段時間里，他們的工作又進一步獲得了ISO的認可。

2013年，ISO正式公布了新版的ISO21569和ISO21570標準，分別增加了用于轉基因水稻和番茄內標準基因的定性和定量檢測的普通PCR檢測方法和實時熒光PCR檢測方法。這些檢測方法正是由上海交通大學和上海出入境檢驗檢疫局的聯合團隊完成的。

“轉基因檢測的國際標準，國內之前沒有人搞過的，十年前在國際上也是一個新興領域。”潘良文說，在國家質檢部門工作的他，對標準有著天然的敏感性。“大概2004年的時候，我就想著是否我們也可以參與制定一些國際的轉基因檢測標準。”2004年，在經得國家標委的推薦后，潘良文、張大兵先后加入了ISO轉基因標準制定工作組。

一項國際標準的提案要成為國際標準，必須進行國際協同實驗驗證。在項目組內部進行過多次比對試驗的基礎上，2004-2006年，項目組邀請了來自德國、加拿大、荷蘭、阿根廷、斯洛文尼亞等多個國家的國際知名檢測實驗室參加協同實驗驗證，并取得圓滿成功。這表明，上海團隊建立的內標準基因檢測方法是可行的。

2009年以來，上海項目組所提交的檢測方法順利通過了ISO組織的委員會內部草案、委員會草案和國際標準草案的階段投票，最終在2013年由ISO宣布成為國際轉基因檢測標準方法。這標志著由我國在轉基因產品領域所制定的檢測方法首次上升為ISO國際標準。

方法標準化為什么重要

每個國家對于轉基因產品的種植和進口都有相應的法規進行管理。

但是爭議在所難免。同樣的產品在一家單位檢測有轉基因成分，在另外一個地方卻可能檢測沒有，或者檢測出的成分含量不一致。不同的檢測結果，除了各單位技術能力不同的原因，也與使用的方法不同有關。

為了使不同國家、不同實驗室的檢測結果保持一致，保證轉基因產品進出口貿易的安全有序，各方制定和使用的檢測方法就需要一致。這也正是標準方法的意義所在。

2000年，歐盟成立了轉基因生物檢測網絡實驗室，專門負責農業轉基因生物檢測方法的國際標準化工作。目前它由70多個執行實驗室組成，分布在歐盟各成員國內。

2004年，張大兵教授作為發展中國家的第一位學者，應邀參加歐盟轉基因生物檢測網絡實驗室的年會并作專題發言；2013年，歐盟轉基因生物檢測網絡實驗室又正式邀請張大兵教授代表中國，作為合作伙伴參與其技術網絡。

方法的創新與數據的積累

上海交通大學與上海出入境檢驗檢疫局是兩家不同性質的單位。相對而言，后者更關注方法的標準化，而前者則更關注方法的創新。

2010-2013年，上海交通大學課題組在經過系統分析轉基因成分檢測的各個技術環節的基礎上，提出了一種加快檢測速度的可視化等溫檢測新方法。

這種方法的優點，是可以在1個小時之內，完成對轉基因玉米和大豆的DNA提取以及轉基因成分檢測。而按照過去的方法，這一過程要在實驗室經歷一系列的耗時過程。這種方法的應用，使針對轉基因產品的現場測試、田間測試成為可能。

由于轉基因的產品種類越來越多，對應的檢測方法也趨于多樣化。所以，建設一個公共的平臺，對所有已知方法進行收集整理，也成為了項目組在開發新方法之外的追求目標。

2008年，項目組開發了轉基因生物安全檢測數據庫（GMDD，gmdd.shgmo.org），將目前主要商業化應用的轉基因生物進行了整理和收集，特別是涵蓋了外源基因序列和檢測方法兩方面重要的數據。

這兩種數據都是檢測所必需的，但由于國外研發者一般不愿意公開其開發的轉基因產品的外源基因序列和檢測方法，不同檢測單位往往不得不做同樣的檢測方法研究。有了公共平臺將這些成果呈現出來，重復性的研究工作就可以減少或者避免了。

目前，項目組開發的數據庫一共涵蓋了180多個轉基因生物的轉基因信息，外源基因序列140多條，對應的檢測方法500多套，標準物質產品信息60多條。該數據的開發和開放得到了國際同行和多個期刊綜述的高度評價。“數據庫自開放以來，每年的訪問量超過百萬次，訪問者主要是來自歐、美等國家的同行專家和實驗室。”項目組的骨干成員楊立桃博士如是說。

“隨著新的轉基因植物的出現，將會有越來越多的不同植物的基因被選擇作為應用于轉基因生物遺傳改良。這也需要不斷研究新的檢測方法，以滿足消費者對于轉基因產品的知情權和選擇權。”張大兵教授在一次接受采訪時這樣說。很顯然，還有更多的工作在等待項目組完成。