实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

摘 要：在基因工程技术不断发展的过程中，研究人员发现转基因食品可以满足人们的需求，因此近几年，转基因食品的种植范围也逐渐增加，但在此过程中，如果无法对转基因食品质量进行精准控制，则会对人体健康产生不利影响。鉴于此情况，本文综述了实时荧光定量聚合酶链式反应技术在转基因食品检测领域的应用，以期能以更加精准的检测方式和手段，保障转基因食品的质量和营养价值，为我国食品行业的发展奠定良好的基础。

关键词：转基因食品;安全监测;聚合酶链式反应技术;食品检测领域

Application of Real-Time Quantitative PCR Technology in the Field of Transgenic Food Detection

GUO Yuqing

（Shenzhen Academy of Metrology & Quality Inspection， Shenzhen 518000， China）

Abstract： In the process of the continuous development of genetic engineering technology， researchers found that genetically modified food can meet people’s needs. Therefore， in recent years， the planting range of genetically modified food has gradually increased， but in the process， if the quality of range of genetically modified food cannot be accurately controlled， it will have a negative impact on human health. In view of this situation， this paper summarizes the application of real-time fluorescent quantitative Polymerase Chain Reaction （PCR） technology in the field of genetically modified food detection， in order to ensure the quality and nutritional value of genetically modified food with more accurate detection methods and means， and lay a good foundation for the development of China’s food industry.

Keywords： genetically modified food; safety monitoring; Polymerase Chain Reaction （PCR） technology ; food detection fields

随着科技的飞速发展，我国转基因技术趋于成熟，在食品生产的多链条环节中发挥着重要作用。但是，转基因食品在满足食品供需及经济效益的同时，也可能在食品基因改造过程中带来安全隐患，威胁人们的身体健康。现阶段，我国对转基因食品安全性评价方面有着明确的规定，其中《农业转基因生物安全评价管理办法》明确要求，我国境内全部从业转基因生物研究、生产等工作的组织都必须进行安全评价工作。为了能够更清楚地了解转基因食品的安全质量，我国对此类食品进行特殊监管，并运用科学有效的方式进行成分检测，以保障食品安全性和规范性。其中，聚合酶链式反应技术（Polymerase Chain Reaction，PCR）是非常常见的一种。该技术可以根据对荧光信号的分析，获取生物性状中相关成分的含量情况。由此可见，研究荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域的运用对于食品行业的可持续发展以及保障人们食品安全来讲尤为重要。

1 实时荧光定量PCR技术的基本原理

1.1 实时荧光定量技术的产生

PCR技术现已被广泛应用在食品成分检测工作中，但仍存在很多问题，其主要体现在以下几个方面：①难以确保数据的精准度;②很容易在检测的过程中出现数据不符、假阳性等状况;③PCR技术主要使用的是转基因技术最终的产品。针对以上情况，相关人员进行了优化与完善，实时荧光定量技术便应运而生。在PCR设备上安装检测装置，可以在检测过程中精准地分析产品中的EB参数，为后续检测工作提供数据支持。

定量PCR技术在传统工作原理的基础上，对DNA、杂交等技术进行了融合，可以实时监测PCR参数进而分析荧光信号的强弱情况。目前，该技术在优化与完善的过程中，已逐渐趋于成熟，不仅能够进行定量分析，还能够充分发挥高灵敏度等优势，进而更好地应用在生物、食品检测工作中。

1.2 荧光共振能量转移原理

实时荧光技术的工作原理是荧光共振能量转移，具体指当荧光基因与基团之间存在一定距离时便会出现能量转移，并在光的作用下呈现荧光反应，若基团与淬灭基因产生了分离，则不会继续产生荧光。在此基础上，要求工作人员在进行检测前选择合理的基团，并有针对性地应用该技术[1]。

1.3 定量原理

1.3.1 基本原理

在PCR技术应用过程中，DNA参数会随着反应循环数上升，技术人员不仅可以利用荧光信号原理对数据变化进行分析，还可以对DNA模板进行定量分析。荧光阈值是指将PCR技术应用之前的荧光信号作为基础信号，通常来讲，其初始设置是5～15个循环荧光信号标准差的倍数。在具体工作中，会将检测出的荧光信号作为可信信号，进而确定一个Ct参数，也就是技术应用过程中的阈值循环。不同的Ct值参数与模板之前的拷贝对数呈反比关系。因此，在具体工作中，可根据起始拷贝情况制定出标准曲线，若是已知Ct值则也可计算出拷贝数。

1.3.2 常用方法

从化学的层面来看，PCR技术可分为探针与非探针两种，前者指利用探针对产物增加情况加以体现，而非探针则是利用荧光染料。其中SYBB Green染料是一种有效的荧光颜料，在检测出dsDNA时会产生颜色。在性状分开的环境中，则不会出现荧光反应。对于延伸情况来讲，技术人员通过对反应液的检查分析荧光信号强度，但这种检测形式很容易出现假阳性，因此需要对精准度进行科学管理。

CSMV探针方式则是使用荧光物质进行检测，通常情况下，5端的荧光基团会在探针使用过程中被分离，进而产生荧光，通过对荧光强度的检测可以清楚了解产物增量状况。现阶段这种技术虽能满足需要，但成本较高，且容易受其他外在因素影响。除此之外，实时荧光定量PCR检测方式还包括分子信标检测等。

2 实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测中的应用

2.1 相对定量与绝对定量

PCR技术现已在转基因食品检测中被广泛应用，但不同国家所制定的阈值情况有一定差别。在实时荧光技术的应用过程中，需先进行定量处理，其中相对定量指待测样本中靶序列相对于另一种参照数量之间的变化情况，根据定量的形式则可以更快确定Ct值。在具体工作中，可以通过比较Ct值的方式进行定量分析，该方法是指在同一环境下进行PCR测试，通过对比两个PCR反应中的Ct数据值，判断转基因产品中的成分含量。在测试工作中运用比值法可减少标准曲线建立的难度，但由于这种方式是以靶基因与内源控制物的扩增情况为基准，对拷贝数进行合理估计，在实际工作中，所得数据通常会大于实际情况，可能存在一定的误差[2]。

绝对定量是指根据已知曲线情况推断样本量情况。与相对定量不同，绝对定量需要工作人员先根据相关数据构建体外转录系统，完成后根据系统的运用了解拷贝数情况，以构建曲线。此过程中标准品既可以为dsDNA，也有可能是合成DNA，能确保数据的真实性和准确性。最为常见的标准品是质粒DNA，可在对样品进行处理后进行PCR反应。将拷贝数作为X值，Ct值为Y值便可以绘制标准曲线。在定量过程中，若无法确认数值，则需根据样品的Ct数值，判断标准样品中的拷贝数。虽然这一技术形式难度较大，但近几年来应用效果依旧较好。

2.2 选择目标序列

转基因检测过程中的定量分析通常是针对转基因生物中的外源序列，包括多种数据参数，例如目的基因等。针对不同种类的生物情况，转基因产品的PCR监测形式不同。

通用序列是指调控基因序列，包括CaMV35S等，但这种形式由于经常被应用于转基因食品中，且很多序列情况在自然情况下便存在，因此只是作为一种初步测试形式。而基因特异性则是指基因内部序列的一种，是一种天然的基因序列，是最为常见的一种基因检测方式，但不同外部基因在植物生长过程中体现的形式存在一定的差异，因此这种特异性的检测方式不能在相同形状中的转基因植物中检测使用。结构特异性序列是指连接外源基因中的区域序列，具有较强的特异性特征，但由于相同基因的表达载体在转化的过程中有多种拷贝形式，在植物基因检测的过程中往往也会存在相似的转基因品系，以至于这种形式不能应用在具有相同性状的转基因植物中[3]。

品系特异性序列是指外界序列形式与转基因植物中的一种基因边界序列，是外部基因与植物基因之间的一种区域序列，且序列形式是单拷贝形式，因此在使用过程中在精准度方面具有显著的优势。目前，为了降低转基因检测过程中基因选择等方面的难度，降低出现假阳性的概率，品系特异性序列的检测形式被广泛应用。

3 实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测工作中的发展形势

实时荧光PCR技术的应用已经能够攻克大多数转基因检测工作中的难点，应用前景较为良好。现阶段，很多技术人员利用软件对PCR技术应用数据进行实时检测与分析，从根本上提升数据的精准度。在此过程中，多类PCR仪器也逐渐出现在市场中，短时间内便可完成样品检测。

在转基因检测技术不断发展的过程中，转基因产品种植范围也越来越大，市场占比也随着增大。因此，必须要确保检测方式的运用质量，同时要求制定一套完善的质粒标准体系，针对过去的体系内容进行优化与完善。过去，PCR技术运用中需制作标准品进行检测对比，而标准品的制作通常是将转基因与非转基因材料进行调和配制而成。目前，市场上最常见的产品是转基因玉米、大豆等，随着植物种类增加，很多标准品的构建已经变得越来越难，在一定程度上影响了转基因研究工作的进行。此外，传统的标准品通常只能进行单体基因情况测定，而质粒体系的建立可制造更符合条件的质粒标准品，为后续监测工作提供帮助[4]。

实时荧光定量PCR技术可在运用过程中打破传统测定技术中转基因食品定量测定方面的阻碍，进而从原有的相对变量检测形式向更加精准的绝对变量转变。但在技术发展过程中，由于基因技术应用的复杂性，很多新型的复合状转基因产品也已经出现。此外，传统的检测技术在标准品制作方面通常会针对一种成分进行检测，因此在未来技术运用过程中也需加大对质粒标准品的重视。总而言之，当前转基因食品检测中运用PCR技术可将检测工作从定性提升至定量，以达到成分检测的目的。未来要不断对转基因食品检测技术进行优化与升级，提升对成分检测的精准度，进而为转基因食品产业提供安全保障[5]。

4 结论

综上所述，实施荧光定量PCR技术对于食品成分检测来讲非常重要，不仅能提高检测效率，还能精准进行成分监测，进而服务市场监管与提升食品产业化。未来，政府部门及相关机构需进一步加大对该技术的运用，助力转基因食品检测工作高质量发展，为我国转基因食品安全监管保驾护航。

参考文献

[1]张贺翠，冯萍，李帮秀，等.实时荧光定量PCR技术在本科实验教学中的应用探讨[J].南方农业，2022，16（7）：246-250.

[2]路苗.刍议转基因食品分析检测技术研究进展[J].山西农经，2019（5）：68.

[3]李春哲.转基因食品分析检测技术研究[J].粮食科技与经济，2018，43（8）：63-65.

[4]谢晓丹.实时荧光定量PCR技术在细菌布鲁氏菌检验中的应用效果[J].智慧健康，2020，6（35）：9-10.

[5]程平言，路虎，涂华彬.实时荧光定量PCR技术在白酒酿造过程中微生物数量检测的应用展望[J].酿酒科技，2020（5）：74-77.