抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318的营养成分和抗营养成分的比较研究

韩 超，石丽丽，刘婷婷，赵金鹏，毛宏梅，陈 晨，李 岩

(中国疾病预防控制中心营养与健康所，北京 100050)

田间杂草和害虫是玉米种植中的两个重要问题，培育具有抗除草性和抗虫性的玉米是玉米种子改良的重要内容。随着生物技术的发展，全世界已经有诸多玉米品种被正式批准投入商业化，主要为抗虫玉米和抗除草剂基因玉米。DBN9936玉米通过基因工程表达Cry1Ab和EPSPS蛋白。Cry1Ab表达的杀虫晶体蛋白对某些昆虫具有高度的物种特异性毒性，并对亚洲玉米螟(玉米螟)、粘虫(Walker)等具有抗性[1]。来源于根癌农杆菌的EPSPS基因编码5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶，对除草剂草甘膦产生抗性。DBN9501玉米通过基因工程表达vip3Aa19和PAT蛋白，这些蛋白具有对鳞翅目昆虫的抗性和对除草剂草铵膦的耐受性[2]。上述两种玉米(DBN9936和DBN9501)分别获得了中国农业部批准的生产生物安全认证。为扩大转基因玉米的抗虫和耐除草剂效果，北京大北农生物技术有限公司将两种玉米堆叠使用，从而形成了新一代的升级产品DBN9936×DBN9501玉米。为保障转基因玉米新品种食用的安全性，本研究对抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318的营养成分和抗营养成分进行了比较和分析。

1 材料与方法

1.1 材料

3个批次(2018年北京产、2017年北京产、2018年三亚产)的抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501和亲本玉米DBN318，由北京大北农生物技术有限公司提供，共6份样品，每份样品1 000 g，黄色籽粒，无霉变。

1.2 方法

检测转基因玉米和亲本玉米中的营养成分、抗营养成分，其中营养成分包括水分、灰分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、能量、脂肪酸11种、矿物质元素10种、维生素8种、氨基酸16种；抗营养成分包括植酸、棉子糖。检测标准/依据详见表1。

表1 营养成分和抗营养成分检测标准列表

1.3 数据处理和结果判定

若[(转基因作物中营养成分/抗营养成分含量-亲本作物中营养成分/抗营养成分含量)/亲本作物中营养成分/抗营养成分含量]≤±20%，则判定两种作物的营养成分/抗营养成分含量基本等同，以此对转基因玉米和亲本玉米的营养成分/抗营养成分进行分析，并参考OECD和ILSI的参考范围。

2 结果与分析

2.1 主要营养成分

由表2可知，转基因玉米各营养成分含量与亲本玉米相比均无显著性差异。转基因玉米和亲本玉米碳水化合物含量不在ILSI和OECD的参考范围内，但两者之间不存在显著性差异。

表2 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的主要营养成分检测结果

2.2 维生素含量

由表3可知，2018北京产和2018年三亚产转基因玉米泛酸含量高于亲本玉米，但3个产地之间无一致性规律，除2018三亚产亲本玉米泛酸含量低于ILSI的参考范围外，其余各批次转基因和亲本玉米泛酸含量均在ILSI的参考范围内，因此判定属于自然波动。转基因玉米与亲本玉米的其余各维生素含量均在OECD或ILSI的推荐范围内，两者相比也均无显著性差异。

表3 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的维生素含量检测结果 单位：mg/100 g

2.3 矿物质含量

由表4可知，2018北京产转基因玉米锌、硒含量高于亲本玉米，2018三亚产转基因玉米铁含量高于亲本玉米，2017北京产转基因玉米磷、钙、铜、铁、锰、锌、硒含量高于亲本玉米。上述各矿物质含量差异不同批次之间无一致性规律，差异主要为个别产地矿物质含量的差异。另外，根据OECD和ILSI玉米矿物质含量参考范围，上述矿物质含量除硒外均在OECD或ILSI给出的参考范围内，因此尚不能认为上述差异由转入基因引起。其余各矿物质含量转基因玉米与亲本玉米相比均无显著性差异。

表4 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的矿物质含量检测结果 单位：mg/kg

2.4 脂肪酸

由表5可知，2018北京产转基因玉米C18:0含量高于亲本玉米，2017北京产转基因玉米C16:1含量低于亲本玉米，2018三亚产转基因玉米C17:0含量低于亲本玉米，但另外2个批次转基因玉米的上述脂肪酸含量与相应批次的非转基因玉米相比均没有显著性差异，且上述脂肪酸含量均在ILSI和OECD的参考范围内，判定属于自然波动。其余各脂肪酸含量转基因玉米与亲本玉米相比均无显著性差异。

表5 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的脂肪酸含量检测结果 单位：g/100 g

2.5 氨基酸含量

由表6可见，2018三亚产转基因玉米精氨酸含量低于亲本玉米，但另外两批次转基因玉米精氨酸含量与亲本玉米相比无显著性差异，且两种玉米精氨酸含量均在OECD/ILSI给出的参考范围内，判定属于自然波动。其余各氨基酸含量转基因玉米与亲本玉米相比均无显著性差异。按照OECD/ILSI的参考范围，各批次转基因玉米和亲本玉米的氨基酸含量均在OECD或ILSI推荐的参考范围内。

表6 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的氨基酸含量检测结果 单位：g/100 g

2.6 抗营养成分

由表7可见，2017北京产转基因玉米的植酸含量高于亲本玉米，2017北京产和2018三亚产转基因玉米的棉子糖含量低于亲本玉米，但3个产地之间无一致性规律，且上述抗营养成分含量均在ILSI或OECD的参考范围内，判定属于自然波动。

表7 抗虫耐除草剂玉米DBN9936×DBN9501与亲本玉米的抗营养成分含量检测结果 单位：g/100 g

3 讨论

一直以来，转基因食品的安全性备受关注。转基因技术出现之初，世界卫生组织(WHO)、国际粮农组织(FAO)、经济合作和发展组织(OECD)等国际组织就制定了一系列指南、指导原则和评价策略，以评价转基因食品的安全性[3]。随着转基因技术的发展，转基因食品的安全评价策略也在不断完善。我国2017版修订的《转基因植物安全评价指南》在食用安全评价方面对转基因作物需要进行的毒理学安全评价项目进行了详细的规定和说明，其中转基因植物的营养成分分析是食用安全性评价的重要部分，目的是观察外源基因的转入是否会引起植物营养素、抗营养因子等关键成分的改变。植物关键成分的分析方法主要遵循实质等同的原则[4]，目前已按照该原则对多种转基因作物进行了分析。赵金鹏等[5]对耐除草剂转基因大豆ZH10-6和亲本大豆中黄10的主要营养成分、维生素、矿物质、脂肪酸和氨基酸等进行分析，结果显示，两者之间大部分营养成分含量没有明显差别，个别营养成分如钙、钾、叶酸等含量高于亲本小麦，但在ILSI推荐的范围内，说明耐除草剂基因的插入未导致两种大豆营养成分的改变。朱元招等[6]对抗草甘膦大豆和豆粕与普通大豆的营养成分和抗营养成分进行了分析，结果显示，抗草甘膦大豆加工成豆粕后各种营养成分和抗营养成分与普通品种相似。另外，李敏、赵金鹏等分别对抗性淀粉转基因大米[7]、转GmDREB3基因抗旱小麦[8]的营养成分进行了分析，与亲本相比，也未见转基因品种营养成分的改变。

本课题组对2018北京生产、2017北京生产和2108三亚生产的3批抗虫耐除草剂玉米和亲本玉米DBN318进行了营养成分(主要营养成分、维生素、矿物质、脂肪酸、氨基酸)和抗营养成分(植酸、棉子糖)含量检测。营养成分含量检测结果显示：2018北京产转基因玉米泛酸、锌、硒、硬酯酸含量高于亲本玉米；2017北京产转基因玉米磷、钙、铜、铁、锰、锌、硒含量高于亲本玉米，棕榈油酸含量低于亲本玉米；2018三亚产转基因玉米泛酸、铁含量高于亲本玉米，珠光脂酸、精氨酸含量低于亲本玉米。但是，上述各营养素含量差异为个别产地、个别营养成分间转基因玉米与亲本玉米营养成分的差异，3个产地营养素含量差异无一致性规律。另外，上述营养素含量基本在OECD或ILSI给出的参考范围内，因此认为上述差异属于自然波动。其余各营养成分转基因玉米和亲本玉米相比均无显著性差异。抗营养成分检测结果显示：2017北京产转基因玉米的植酸含量高于亲本玉米；2017北京产和2018三亚产转基因玉米的棉子糖含量低于亲本玉米，但3个产地之间无一致性规律，且上述抗营养成分含量均在ILSI或OECD的参考范围内，认为属于自然波动。