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转基因玉米是目前全世界种植最多的4种转基因作物之一,占转基因作物总面积的22.5%。转基因作物在给人类带来巨大经济效益和社会效益的同时,也引发了有关转基因作物环境和食品安全性的激烈争论,各国政府纷纷制定相关政策法规,加强对转基因农产品的安全管理,开展转基因生物检测技术的研究。迄今为止,全球已有40余个国家和地区要求对转基因食品实施标识管理。因此,转基因植物的检测技术尤其重要。筛选基因、目的基因、不同基因间的交联结构基因和转入基因与受体植物间的转化体特异结构基因检测已成为转基因检测的主流。由于PCR技术简单方便,曾被广泛应用于转基因检测,但PCR检测无法实现转基因农产品高通量检测。基因芯片技术的出现,实现了对样品高通量检测和筛选,特别是利用转化体特异性芯片检测技术检测植物基因组与外源基因的连接区域具有特异性强,灵敏度高、自动化和高效率等优点。
本研究应用寡核苷酸芯片检测技术,根据7种转基因玉米Bt11、Bt176、Mon810、Mon863、TC1507、GA21和NK603的重组DNA结构,进行检测及鉴定,取得了以下结果。
1、根据转基因玉米重组DNA结构,利用Primer premier 5.0引物设计软件设计转基因玉米Bt11、Bt176、Mon810、Mon863、TC1507、GA21和NK603转化体特异性引物,并进行了PCR检测。结果表明,提取的DNA符合PCR扩增要求,转基因与非转基因模板DNA对每个目的片度的扩增都与预期结果一致。在此基础上分别以玉米内参照基因(ZSS(II)b)作对照,对Bt11、Mon810、TC1507和GA21、NK603、Bt176分别作两对四重PCR反应。实现在同一个PCR反应管中同时对三种转基因玉米及内参照基因的特异性检测。
2、根据转基因玉米重组DNA结构,利用Primer premier 5.0和Oligo 6.0软件分别设计和筛选了七种转基因玉米转化体特异性oligo探针,制备转基因玉米的寡核苷酸芯片。结果表明,所产生的有效信号与预期结果一致,与凝胶电泳检测结果相符,表明所制备的寡核苷酸芯片特异性好。
3、对常用PCR检测法和芯片检测法进行灵敏度检测研究。PCR检测与芯片检测转基因含量分别为0.1%、0.01%。结果表明:从检测灵敏度进行评价,寡核苷酸芯片检测要优于PCR检测。
4、针对转基因玉米检测建立并优化了一套三重PCR反应体系和两套四重PCR反应体系,可在一张芯片上同时检测多个相关基因。结合多重PCR技术可同时有效检测及鉴定多种转基因玉米,提高了检测的准确度和效率。