中國熱科院生物所和三亞研究院在作物轉(zhuǎn)基因成分高效快速檢測(cè)技術(shù)上取得新進(jìn)展。該項(xiàng)研究基于環(huán)介導(dǎo)的等溫?cái)U(kuò)增（LAMP）和LbCas12a的反式切割活性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)pCaMV35S啟動(dòng)子，NOS終止子，卡那霉素抗性基因（NPTII）及潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因（HPT）等難于建立酶聯(lián)免疫檢測(cè)的植物轉(zhuǎn)基因成分的快速檢測(cè)，為作物田間轉(zhuǎn)基因成分快速檢測(cè)提供了高效，便攜，高靈敏度，低成本的檢測(cè)方式。

 

　　隨著全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的不斷增加，各國對(duì)轉(zhuǎn)基因的監(jiān)管日趨嚴(yán)格，因此對(duì)轉(zhuǎn)基因成分的準(zhǔn)確檢測(cè)顯得尤為重要。目前對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的檢測(cè)按照原理可以分為針對(duì)外源蛋白質(zhì)，以及針對(duì)外源DNA的兩種鑒定方法。外源DNA鑒定主要是利用PCR等擴(kuò)增技術(shù)對(duì)特定核酸進(jìn)行指數(shù)擴(kuò)增檢測(cè)；外源蛋白質(zhì)的測(cè)定主要是采用免疫學(xué)檢測(cè)法通過抗原抗體特異反應(yīng)來檢測(cè)具有抗原性的外源蛋白質(zhì)。目前這兩種方法中針對(duì)外源DNA的鑒定需要復(fù)雜的儀器設(shè)備；而針對(duì)酶聯(lián)免疫的檢測(cè)，受制于抗體的產(chǎn)生，一些轉(zhuǎn)基因成分，特別是小分子成分比如啟動(dòng)子和終止子等元件很難建立檢測(cè)反應(yīng)。為了有效支撐轉(zhuǎn)基因相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和管理，適應(yīng)監(jiān)管需求，需要開發(fā)建立一種快速，便捷，高靈敏度的田間轉(zhuǎn)基因檢測(cè)方法。

 

　　該研究開發(fā)了適用于大豆、玉米、水稻、番木瓜等的核酸粗提方法，取葉片簡(jiǎn)單研磨30 s后，無需純化即可用于LAMP擴(kuò)增，通過篩選不同轉(zhuǎn)基因元件的LAMP引物，轉(zhuǎn)基因元件成分最低檢出限為0.01%，高于轉(zhuǎn)基因成分PCR檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)極限值0.1%。同時(shí)，該研究系統(tǒng)的優(yōu)化了LbCas12a的緩沖體系，開發(fā)了一種高效的SF緩沖液，可以在5 min內(nèi)達(dá)到最大的反式切割活性。此外，研究者還找到了LbCas12a和MAD7特異切割的雙鏈熒光報(bào)告分子，這種雙鏈熒光報(bào)告分子的熒光強(qiáng)度是普通單鏈熒光報(bào)告分子的3.5倍。為了進(jìn)一步的減少檢測(cè)成本，研究者開發(fā)了10個(gè)樣本的混樣檢測(cè)體系和35S啟動(dòng)子和潮霉素基因的雙重檢測(cè)能力。為了減少核酸污染及提高整個(gè)裝置的便攜性，研究者開發(fā)了一款3D打印裝置將等溫?cái)U(kuò)增，CRISPR核酸檢測(cè)和試紙條顯色三者結(jié)合到一起。整個(gè)裝置從取樣到出檢測(cè)結(jié)果只需要40 min，可通過試紙條或藍(lán)光燈來讀取結(jié)果，通過小規(guī)模隨機(jī)雙盲測(cè)試，該研究開發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置與PCR的結(jié)果100%一致。因此，該研究為田間轉(zhuǎn)基因快檢提供了高效，便攜，高靈敏度，低成本的檢測(cè)方式。

 

　　相關(guān)研究結(jié)果以題為“Cas12a-based On-Site, Rapid Detection of Genetically Modified Crops” 的研究論文發(fā)表在《Journal of Integrative Plant Biology》，中國熱科院生物所楊小亮助理研究員為該文章的共同第一作者，趙輝研究員為共同通訊作者。該研究得到海南省重大科技計(jì)劃項(xiàng)目-“南繁育種區(qū)生物安全防控（ZDKJ202002）”和朱健康院士創(chuàng)新平臺(tái)的支持。

 

　　文章鏈接：https://www.jipb.net/EN/10.1111/jipb.13342

 

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13342