近紅外光譜技術(shù)在檢測(cè)轉(zhuǎn)基因油菜籽中芥酸和硫甙上的應(yīng)用研究

轉(zhuǎn)基因食品是利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，改變目標(biāo)生物遺傳物質(zhì)，使其趨向人們所需目標(biāo)轉(zhuǎn)變得到的。雖然轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改變生物的原有特性，使其更加符合人們需求，但由于技術(shù)不確定性較大，其食品安全問(wèn)題一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。筆者通過(guò)對(duì)比紅外光譜技術(shù)和通用檢測(cè)技術(shù)，在轉(zhuǎn)基因油菜籽芥酸和硫甙中的檢測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證了近紅外光譜技術(shù)的檢測(cè)準(zhǔn)確性。測(cè)試結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因樣本中的芥酸和硫甙含量普遍高于非轉(zhuǎn)基因樣本，因此在轉(zhuǎn)基因育種時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步提高對(duì)此類問(wèn)題的重視。

芥酸和硫甙是油菜籽中存在的毒素物質(zhì)，對(duì)其變化情況進(jìn)行檢測(cè)，是轉(zhuǎn)基因食品安全監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。目前，油菜籽中芥酸和硫甙的檢測(cè)主要利用氣相色譜法和液相色譜法進(jìn)行，不僅操作繁雜且檢測(cè)影響因素眾多，雖然具有較高的檢測(cè)精度，但檢測(cè)周期較長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較明顯的不適應(yīng)性。近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)是一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速等特點(diǎn)。本文即通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)的方法，驗(yàn)證了的近紅外光譜檢測(cè)法的科學(xué)性和可行性，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，就轉(zhuǎn)基因作物育種，提出幾點(diǎn)意見(jiàn)，具體內(nèi)容如下。

材料與方法

材料。（1）油菜籽樣品：本組試驗(yàn)樣品集由全國(guó)范圍征集的材料中挑選得出，樣品總數(shù)薇薇200，抽取代表性樣品數(shù)為137。樣品集由校正集和檢驗(yàn)集構(gòu)成，前者樣品主要用于芥酸、硫甙模型的建立，以及模型內(nèi)部的交叉驗(yàn)證；后者則主要用于模型外部的驗(yàn)證。（2）儀器：本組試驗(yàn)所用儀器包括近紅外光譜儀一臺(tái)，液相色譜儀一臺(tái)，紫外檢測(cè)器一臺(tái)，以及氣相色譜儀和FID檢測(cè)器各一臺(tái)。

試驗(yàn)方法。通用方法，使用分別使用氣相色譜法和液相色譜法對(duì)油菜籽中的芥酸和硫甙含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)以農(nóng)業(yè)部油料及紙制品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中心相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

近紅外光譜檢測(cè)，掃描區(qū)間確定為12500-4000cm-1，分辨率設(shè)定為4cm-1，進(jìn)行64次掃描，S/N（噪聲比）高于10000，波長(zhǎng)精確度設(shè)定為0.01cm-1。完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的近紅外光譜采集操作后，借助光譜預(yù)處理技術(shù)和相應(yīng)的定量分析軟件，建立對(duì)應(yīng)的芥酸、硫甙模型，并對(duì)模型進(jìn)行外部驗(yàn)證和內(nèi)部交叉驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

芥酸含量檢測(cè)分析。對(duì)樣品集內(nèi)所有樣品的芥酸含量進(jìn)行測(cè)定后，確定芥酸含量范圍為0.23-39.49%。轉(zhuǎn)基因油菜籽與其親本的芥酸實(shí)際含量如下表所示。本組試驗(yàn)選取的兩種油菜籽中芥酸的平均含量約為3.48-4.41%，而其親本中的芥酸平均含量約為2.2-2.31%。試驗(yàn)證明近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)在準(zhǔn)確性方面與通用氣相色譜法相近，檢測(cè)偏差在2.0%以內(nèi)。

硫甙含量檢測(cè)分析。對(duì)樣品集中所有樣品的硫甙含量進(jìn)行測(cè)定后，確定硫甙含量范圍為18.70-133.70μmol/g。硫甙含量檢測(cè)結(jié)論與芥酸含量檢測(cè)結(jié)論較為接近，即轉(zhuǎn)基因作物含量高于非轉(zhuǎn)基因作物含量，前者約高于后者1.5-2倍。本組試驗(yàn)中，轉(zhuǎn)基因樣品中的硫甙平均含量（μmol/g）為33.70-35.59，而親本樣品中硫甙平均含量（μmol/g）為22.35-26.21。試驗(yàn)證明近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)在準(zhǔn)確性方面與通用液相色譜法相近，檢測(cè)偏差在3.0%以內(nèi)。

本文使用近紅外光譜檢測(cè)方法對(duì)轉(zhuǎn)基因油菜籽樣品和其親本樣品中的芥酸含量及硫甙含量進(jìn)行了測(cè)定，從作物毒素物質(zhì)含量變化的角度，對(duì)轉(zhuǎn)基因油菜籽的食品安全性進(jìn)行了驗(yàn)證，并使用國(guó)際通用的氣相色譜法和液相色譜法對(duì)近紅外光譜檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)作為一種高效、快速的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有較高的檢測(cè)精度，可日后的作物種子毒素測(cè)定工作中進(jìn)行應(yīng)用推廣。

此外，雖然目前尚不具備確鑿的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因作物的不安全性，但就其毒素物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果而言，轉(zhuǎn)基因作物的毒素含量明顯高于非轉(zhuǎn)基因作物，在非轉(zhuǎn)基因作物培育過(guò)程中，應(yīng)引起相應(yīng)的重視和注意。

實(shí)驗(yàn)證明，近紅外光譜檢測(cè)是一種高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，在日后的作物種子毒素檢測(cè)工作中，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。其次，雖然毒素含量變化檢測(cè)不能直接說(shuō)明轉(zhuǎn)基因食品的不安全性，但證明了外源基因?qū)ψ魑锏倪B鎖影響，因此在日后的轉(zhuǎn)基因作物培育過(guò)程中，應(yīng)引起相關(guān)人員的重視。