转基因棉花的DNA分析测试

L.Kruse

动力与生物科技公司(德国)

迄今为止，棉花是纺织工业中最重要的植物纤维。全球产棉中，超过75%的棉花为转基因(GM)棉花。在美国、印度、巴基斯坦和中国等国家，转基因棉花的占比超过95%。与此同时，人们对生态方式生产的棉花越来越感兴趣。因众多消费者对基因工程的批判，将转基因棉花标记为“有机”产品显然不太可能为大众接受。此外，一些国际标准禁止在标记为“有机”的棉制品中使用基因工程技术。

考虑到复杂的加工过程和全球商品流通，有机棉和转基因棉的无意混合几乎不可避免。而由于有机棉价格高得多，因此也不排除部分有机棉和转基因棉的混合是因欺诈或其他不良行为产生的。基于此，可靠的和可接受的分析工具显然必不可少。DNA分析方法的适用性长期在各领域被否决，直至最近，人们才普遍认同它的作用。

1 分析现状

目前已知的全部66种转基因棉花品种中均包含“外来”遗传物质，即某些源自病毒、细菌和植物的DNA片段已重组并稳定地整合到各种棉花植株中。这种“转化”的目的是赋予棉花新的特性，如耐除草剂性或抗虫性。所有生物体的DNA都包含信息携带部分(基因)和其他调节性DNA部分，即启动子和终止子，它们定义了一个基因的开始和结束。

智能的分析策略将检测、鉴定和量化转基因棉花，以回答下述3个问题：试样中是否存在基因修饰(筛选)？存在哪些转基因棉花事件(鉴定)？确切的百分比是多少(量化)？

2019年4月，“棉花和纺织品中转基因生物筛选”的第一种“官方”方法(IWA 32：2019协议)发布。在一个由有机棉促进剂引发的项目中，荷兰标准化研究院NEN负责项目推动，并由欧盟参考实验室Rikilt处理，来自23个国家的80名参与者共同制定了一项协议。该协议可作为检测种子、叶子和加工过的纤维试样中是否存在转基因棉花的筛选指南。

IWA 32：2019协议中描述的几乎所有分析步骤都已在多年前发布，并已在欧盟确立了20多年，用于检测转基因食品和饲料。尽管该协议中未见任何分析方面的创新，但对于没有DNA分析经验的实验室而言，可能有所帮助。并且基于其官方性质，该“基本”协议将有助于纤维测试领域更广泛地接受基于DNA的方法。

IWA 32：2019协议应被视作一种非约束性指南，它可使没有DNA分析经验的实验室实现棉花基因修饰的检测，已经开发出其他方法并达到可比的或更好结果的实验室也可使用。IWA 32：2019协议只能对第一个问题(是否有可检测到的基因修饰？)给出定性答案，更有意义的测试还应包括不在项目范围内的后续分析环节中的“识别”和“量化”。

2 展望

IWA 32：2019协议只能检测多种不同转基因植物中常见的某些DNA片段。因此，其只能被视为第一步，因为它不能回答最重要的问题：转基因棉花是以示踪级别出现，还是在高百分比范围内存在？前一种情况可能是技术上无法避免的转移，而后一种情况则可能带有欺诈意图。

对于“零容忍”需求，即完全没有转基因DNA是不现实的。避免基因污染极其困难，甚至不可能。因此，可考虑一个限量，在该限量范围内可接受少量的残留物。在这方面，务实的解决方案可以参考《纺织品标签法》，该法允许产品中声明的动物纤维以外的其他动物纤维含量不超过2%；或者参考欧盟关于食品和饲料中转基因比例的阈值为0.9%的规定。

阈值要求使用精确的定量方法。通过不断优化分析方法，研究者最近成功扩展了能够可靠地进行定性和定量分析的棉基质。

可靠的定量数据需通过采用前沿技术，即数字聚合酶链式反应(PCR)实现。

最后，应考虑由公正机构组织的实验室间测试。不同的实验室可以通过分析各种参考试样(即原材料)展示其检测能力和经验，并根据这项研究的结果，对不同方法的可能性和局限性做客观评估。