抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501和親本玉米DBN318的營養成分和抗營養成分的比較研究

韓 超，石麗麗，劉婷婷，趙金鵬，毛宏梅，陳 晨，李 巖

(中國疾病預防控制中心營養與健康所，北京 100050)

田間雜草和害蟲是玉米種植中的兩個重要問題，培育具有抗除草性和抗蟲性的玉米是玉米種子改良的重要內容。隨著生物技術的發展，全世界已經有諸多玉米品種被正式批準投入商業化，主要為抗蟲玉米和抗除草劑基因玉米。DBN9936玉米通過基因工程表達Cry1Ab和EPSPS蛋白。Cry1Ab表達的殺蟲晶體蛋白對某些昆蟲具有高度的物種特異性毒性，并對亞洲玉米螟(玉米螟)、粘蟲(Walker)等具有抗性[1]。來源于根癌農桿菌的EPSPS基因編碼5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶，對除草劑草甘膦產生抗性。DBN9501玉米通過基因工程表達vip3Aa19和PAT蛋白，這些蛋白具有對鱗翅目昆蟲的抗性和對除草劑草銨膦的耐受性[2]。上述兩種玉米(DBN9936和DBN9501)分別獲得了中國農業部批準的生產生物安全認證。為擴大轉基因玉米的抗蟲和耐除草劑效果，北京大北農生物技術有限公司將兩種玉米堆疊使用，從而形成了新一代的升級產品DBN9936×DBN9501玉米。為保障轉基因玉米新品種食用的安全性，本研究對抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501和親本玉米DBN318的營養成分和抗營養成分進行了比較和分析。

1 材料與方法

1.1 材料

3個批次(2018年北京產、2017年北京產、2018年三亞產)的抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501和親本玉米DBN318，由北京大北農生物技術有限公司提供，共6份樣品，每份樣品1 000 g，黃色籽粒，無霉變。

1.2 方法

檢測轉基因玉米和親本玉米中的營養成分、抗營養成分，其中營養成分包括水分、灰分、蛋白質、脂肪、碳水化合物、粗纖維、能量、脂肪酸11種、礦物質元素10種、維生素8種、氨基酸16種；抗營養成分包括植酸、棉子糖。檢測標準/依據詳見表1。

表1 營養成分和抗營養成分檢測標準列表

1.3 數據處理和結果判定

若[(轉基因作物中營養成分/抗營養成分含量-親本作物中營養成分/抗營養成分含量)/親本作物中營養成分/抗營養成分含量]≤±20%，則判定兩種作物的營養成分/抗營養成分含量基本等同，以此對轉基因玉米和親本玉米的營養成分/抗營養成分進行分析，并參考OECD和ILSI的參考范圍。

2 結果與分析

2.1 主要營養成分

由表2可知，轉基因玉米各營養成分含量與親本玉米相比均無顯著性差異。轉基因玉米和親本玉米碳水化合物含量不在ILSI和OECD的參考范圍內，但兩者之間不存在顯著性差異。

表2 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的主要營養成分檢測結果

2.2 維生素含量

由表3可知，2018北京產和2018年三亞產轉基因玉米泛酸含量高于親本玉米，但3個產地之間無一致性規律，除2018三亞產親本玉米泛酸含量低于ILSI的參考范圍外，其余各批次轉基因和親本玉米泛酸含量均在ILSI的參考范圍內，因此判定屬于自然波動。轉基因玉米與親本玉米的其余各維生素含量均在OECD或ILSI的推薦范圍內，兩者相比也均無顯著性差異。

表3 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的維生素含量檢測結果 單位：mg/100 g

2.3 礦物質含量

由表4可知，2018北京產轉基因玉米鋅、硒含量高于親本玉米，2018三亞產轉基因玉米鐵含量高于親本玉米，2017北京產轉基因玉米磷、鈣、銅、鐵、錳、鋅、硒含量高于親本玉米。上述各礦物質含量差異不同批次之間無一致性規律，差異主要為個別產地礦物質含量的差異。另外，根據OECD和ILSI玉米礦物質含量參考范圍，上述礦物質含量除硒外均在OECD或ILSI給出的參考范圍內，因此尚不能認為上述差異由轉入基因引起。其余各礦物質含量轉基因玉米與親本玉米相比均無顯著性差異。

表4 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的礦物質含量檢測結果 單位：mg/kg

2.4 脂肪酸

由表5可知，2018北京產轉基因玉米C18:0含量高于親本玉米，2017北京產轉基因玉米C16:1含量低于親本玉米，2018三亞產轉基因玉米C17:0含量低于親本玉米，但另外2個批次轉基因玉米的上述脂肪酸含量與相應批次的非轉基因玉米相比均沒有顯著性差異，且上述脂肪酸含量均在ILSI和OECD的參考范圍內，判定屬于自然波動。其余各脂肪酸含量轉基因玉米與親本玉米相比均無顯著性差異。

表5 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的脂肪酸含量檢測結果 單位：g/100 g

2.5 氨基酸含量

由表6可見，2018三亞產轉基因玉米精氨酸含量低于親本玉米，但另外兩批次轉基因玉米精氨酸含量與親本玉米相比無顯著性差異，且兩種玉米精氨酸含量均在OECD/ILSI給出的參考范圍內，判定屬于自然波動。其余各氨基酸含量轉基因玉米與親本玉米相比均無顯著性差異。按照OECD/ILSI的參考范圍，各批次轉基因玉米和親本玉米的氨基酸含量均在OECD或ILSI推薦的參考范圍內。

表6 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的氨基酸含量檢測結果 單位：g/100 g

2.6 抗營養成分

由表7可見，2017北京產轉基因玉米的植酸含量高于親本玉米，2017北京產和2018三亞產轉基因玉米的棉子糖含量低于親本玉米，但3個產地之間無一致性規律，且上述抗營養成分含量均在ILSI或OECD的參考范圍內，判定屬于自然波動。

表7 抗蟲耐除草劑玉米DBN9936×DBN9501與親本玉米的抗營養成分含量檢測結果 單位：g/100 g

3 討論

一直以來，轉基因食品的安全性備受關注。轉基因技術出現之初，世界衛生組織(WHO)、國際糧農組織(FAO)、經濟合作和發展組織(OECD)等國際組織就制定了一系列指南、指導原則和評價策略，以評價轉基因食品的安全性[3]。隨著轉基因技術的發展，轉基因食品的安全評價策略也在不斷完善。我國2017版修訂的《轉基因植物安全評價指南》在食用安全評價方面對轉基因作物需要進行的毒理學安全評價項目進行了詳細的規定和說明，其中轉基因植物的營養成分分析是食用安全性評價的重要部分，目的是觀察外源基因的轉入是否會引起植物營養素、抗營養因子等關鍵成分的改變。植物關鍵成分的分析方法主要遵循實質等同的原則[4]，目前已按照該原則對多種轉基因作物進行了分析。趙金鵬等[5]對耐除草劑轉基因大豆ZH10-6和親本大豆中黃10的主要營養成分、維生素、礦物質、脂肪酸和氨基酸等進行分析，結果顯示，兩者之間大部分營養成分含量沒有明顯差別，個別營養成分如鈣、鉀、葉酸等含量高于親本小麥，但在ILSI推薦的范圍內，說明耐除草劑基因的插入未導致兩種大豆營養成分的改變。朱元招等[6]對抗草甘膦大豆和豆粕與普通大豆的營養成分和抗營養成分進行了分析，結果顯示，抗草甘膦大豆加工成豆粕后各種營養成分和抗營養成分與普通品種相似。另外，李敏、趙金鵬等分別對抗性淀粉轉基因大米[7]、轉GmDREB3基因抗旱小麥[8]的營養成分進行了分析，與親本相比，也未見轉基因品種營養成分的改變。

本課題組對2018北京生產、2017北京生產和2108三亞生產的3批抗蟲耐除草劑玉米和親本玉米DBN318進行了營養成分(主要營養成分、維生素、礦物質、脂肪酸、氨基酸)和抗營養成分(植酸、棉子糖)含量檢測。營養成分含量檢測結果顯示：2018北京產轉基因玉米泛酸、鋅、硒、硬酯酸含量高于親本玉米；2017北京產轉基因玉米磷、鈣、銅、鐵、錳、鋅、硒含量高于親本玉米，棕櫚油酸含量低于親本玉米；2018三亞產轉基因玉米泛酸、鐵含量高于親本玉米，珠光脂酸、精氨酸含量低于親本玉米。但是，上述各營養素含量差異為個別產地、個別營養成分間轉基因玉米與親本玉米營養成分的差異，3個產地營養素含量差異無一致性規律。另外，上述營養素含量基本在OECD或ILSI給出的參考范圍內，因此認為上述差異屬于自然波動。其余各營養成分轉基因玉米和親本玉米相比均無顯著性差異。抗營養成分檢測結果顯示：2017北京產轉基因玉米的植酸含量高于親本玉米；2017北京產和2018三亞產轉基因玉米的棉子糖含量低于親本玉米，但3個產地之間無一致性規律，且上述抗營養成分含量均在ILSI或OECD的參考范圍內，認為屬于自然波動。