轉(zhuǎn)基因植物飼料安全嗎?
3 轉(zhuǎn)基因飼料DNA在動(dòng)物體內(nèi)的降解
人和動(dòng)物每天通過(guò)進(jìn)食攝入了大量的外源DNA,經(jīng)口腔咀嚼、胃酸環(huán)境和胃腸道酶消化過(guò)程, 將外源DNA降解成許多小的碎片, 大部分碎片最后可能完全降解、代謝或排除體外,而那些極少部分尚未完全降解、代謝的外源基因碎片在體內(nèi)的去向何處, 能否在機(jī)體的組織器官中存留等等都是人們關(guān)注的問(wèn)題。在最后飼喂Bt-玉米日糧48 h后屠宰的豬腸道內(nèi)容物中檢測(cè)到Bt基因碎片(211bp), 在最后飼喂Bt-玉米日糧72 h后屠宰的豬消化道所有內(nèi)容物中沒(méi)有檢測(cè)到BT基因碎片, 這意味著B(niǎo)t基因碎片完全通過(guò)消化道或最終被降解。檢測(cè)組織樣品未發(fā)現(xiàn)重組DNA或玉米特異DNA, 只有植物DNA基因碎片rubisco (二磷酸核酮醣羧化酶,140bp),表明攝入的飼料DNA有部分耐受機(jī)械及胃腸道消化酶的作用而并非完全降解的, 其中細(xì)小的DNA碎片能夠通過(guò)豬腸壁上皮細(xì)胞進(jìn)入組織和器官, 不管是轉(zhuǎn)基因還是親本植物, 這種傳導(dǎo)都是獨(dú)自發(fā)生的而與飼料來(lái)源無(wú)關(guān)。通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)到葉綠體特異性基因片段(199bp) 存在于奶牛淋巴細(xì)胞及十二指腸液和肉雞的肌肉、肝、腎、脾中,而用Bt-玉米飼喂牲畜,在牛奶、組織樣品或雞蛋中未能檢測(cè)到Bt基因片段。在肉雞的嗉囊、肌胃、空腸、盲腸內(nèi)容物和血液中檢測(cè)到玉米特異Zein基因的碎片, 而僅在飼喂Bt玉米的肉雞嗉囊、肌胃中檢測(cè)到了轉(zhuǎn)基因玉米的Cry1A(b)基因碎片,并且檢測(cè)頻率與玉米特異Sh-2基因片段的相同, 表明遺傳修改的植物飼料不會(huì)導(dǎo)致DNA降解抵抗力的增強(qiáng)。短小的葉綠體基因DNA碎片(199bp)存在于肉雞血液、骨骼肌和器官中,延長(zhǎng)禁食時(shí)間之后,這個(gè)現(xiàn)象就消失。而在所有調(diào)查的血液或組織樣本中并未檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因Bt176玉米的Bt基因特殊結(jié)構(gòu)。有人在采集的肉雞組織樣品(如肌肉、肝、脾)中,已經(jīng)成功擴(kuò)增出短小的葉綠體基因ivr片段, 但沒(méi)有檢測(cè)到外源DNA片段,由此推斷家禽的器官、肉、蛋樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)來(lái)自轉(zhuǎn)基因Bt玉米的Bt基因特殊結(jié)構(gòu), 可能是因?yàn)樗鼈儤O其稀有而不能被發(fā)現(xiàn)。此外,超過(guò)99.9%的輸入特性DNA在腸道內(nèi)被降解成的__碎片小于180bp,使它們超出了檢測(cè)水平。到目前為止, 轉(zhuǎn)基因植物飼喂動(dòng)物的組織和器官樣品中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)重組DNA的片段。植物葉綠體DNA更容易被發(fā)現(xiàn)是與基因復(fù)制數(shù)和采用PCR檢測(cè)方法的敏感性有關(guān), 在轉(zhuǎn)基因玉米植物中的每個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞可以包含一個(gè)質(zhì)體基因的幾百個(gè)副本, 但一個(gè)Bt 或PAT基因僅有一個(gè)單一的副本, 經(jīng)過(guò)動(dòng)物體內(nèi)消化系統(tǒng)的降解作用后, 在消化道各個(gè)部位均可檢測(cè)到植物內(nèi)源的葉綠體基因碎片, 而轉(zhuǎn)基因的碎片可檢測(cè)到的幾率非常小。有的學(xué)者認(rèn)為, 少數(shù)已攝入的DNA也許在消化過(guò)程中不會(huì)被降解, 尤其是在個(gè)體由于慢性胃腸道疾病引起的消化異;蛎庖呷毕莸臅r(shí)候, 有可能DNA進(jìn)入血液或者被排泄。也許將來(lái)檢測(cè)方法和技術(shù)手段的改進(jìn)能夠進(jìn)一步提高其靈敏性, 能夠在畜產(chǎn)品的牛奶、肉、雞蛋中檢測(cè)到來(lái)自轉(zhuǎn)基因植物DNA的細(xì)小碎片。
4 加工過(guò)程對(duì)轉(zhuǎn)基因植物DNA降解影響
用液氮或無(wú)液氮(-196℃)粉碎和碾磨并不造成植物DNA任何破壞。轉(zhuǎn)基因大豆經(jīng)過(guò)100℃濕熱處理15min后, 外源基因降解為408bp以下的碎片, 在100℃濕熱處理3 min后啟動(dòng)子和終止子都產(chǎn)生了降解, 有或無(wú)液氮粉碎都未能使大豆基因產(chǎn)生降解,而膨化工藝使外源基因降解到1512bp以下, 但啟動(dòng)子與終止子并未產(chǎn)生降解。分別從油菜籽、玉米粒、甜菜根中提取的油、淀粉、糖,經(jīng)過(guò)了化學(xué)、物理方法和高溫處理,DNA降解成小碎片以至于PCR方法不能檢測(cè)到特異基因序列; 有人認(rèn)為加熱溫度在95℃以上和高壓蒸汽是很有必要的, 可以完全降解基因組DNA。沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理, 農(nóng)畜飼料包含的植物DNA片段大于21kbp 。溫度和PH值影響植物DNA和質(zhì)粒降解, 緩沖劑中的轉(zhuǎn)基因玉米DNA處于65℃溫度和PH4的酸性條件下處理至少90 min仍可檢測(cè)到殘留碎片(957bp),轉(zhuǎn)基因大豆生產(chǎn)的豆?jié){和豆腐,經(jīng)過(guò)煮沸10 min后,檢測(cè)到碎片長(zhǎng)度由1714bp減小到1339bp。隨著DNA檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,從豆粕、玉米蛋白粉中也成功檢測(cè)出啟動(dòng)子35S、終止子NOS、耐除草劑基因EPSPS和抗蟲(chóng)基因CryA(b)等轉(zhuǎn)基因成分。陳穎等在大豆加工食品(大豆鍋巴、豆?jié){、豆奶粉、豆腐、豆腐絲)和玉米加工食品(玉米片、玉米面、香脆玉米角、窩窩頭、爆玉米)檢測(cè)中,以PCR技術(shù)為基礎(chǔ),采用試劑盒(Kit)已成功檢測(cè)到了食品中含有的轉(zhuǎn)基因成分?傊,只有在高溫、低PH值酸性、蒸汽高壓條件才有利于轉(zhuǎn)基因DNA的有效降解。通常情況下畜禽的飼料經(jīng)過(guò)粉碎、配料、混合、蒸汽調(diào)質(zhì)、制粒過(guò)程(溫度70~80℃)或青綠飼料的青貯過(guò)程都不能有效降解植物的DNA。高溫、高壓、強(qiáng)酸處理食物或飼料也會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變性,失去應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。究竟什么樣的加工處理?xiàng)l件下轉(zhuǎn)基因重組DNA能夠完全降解、失活,才不會(huì)對(duì)人類和動(dòng)物機(jī)體造成影響? 這還有待于廣大飼料行業(yè)人才進(jìn)一步的研究和探索。
5 小結(jié)
與傳統(tǒng)作物相比, 轉(zhuǎn)基因植物所具有的輸入特征或輸出特征并不一定是人和動(dòng)物所必需的, 人們通過(guò)攝食多樣性或飼料配制來(lái)滿足人或動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需求,因而轉(zhuǎn)基因植物的食(飼)用價(jià)值并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植物可能對(duì)機(jī)體肝、胰、腎或繁殖性能有影響,也可能改變血液、生化及免疫學(xué)參數(shù)。雖然目前為止, 轉(zhuǎn)基因植物飼養(yǎng)動(dòng)物的組織和器官樣品中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)重組DNA的片段, 但對(duì)動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生的一些影響是不可質(zhì)疑的。一般的飼料加工過(guò)程不能有效降解植物DNA,高溫、高壓和酸性條件的加工處理雖然有利于轉(zhuǎn)基因植物DNA的降解, 但也造成食物或飼料的營(yíng)養(yǎng)物變性, 喪失了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此,轉(zhuǎn)基因植物上市之前的安全性評(píng)估應(yīng)該著重在于用大量動(dòng)物進(jìn)行長(zhǎng)期的、謹(jǐn)慎的毒性臨床試驗(yàn)研究, 對(duì)于動(dòng)物出現(xiàn)的亞臨床癥狀和可能的病理學(xué)跡象需要深入研究, 以闡明機(jī)制消除危害。