导读：转Cry1Ac/SCK基因水稻是中国科学院遗传与发育研究所同福建省农业科学院合作,将Cry1Ac基因与SCK基因构成的双价融合基因进行转化,获得的抗虫稳定的转双价抗虫基因水稻。
Cry1Ac基因是苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)杀虫蛋白基因的一种,其可提高对某一昆虫的抗性,硕士论文范文但害虫易对其产生抗性;SCK(Signal CPTI KDEL)是经修饰的CPTI基因,两端分别融合了源于大豆kunitz型胰蛋白酶抑制剂的信号肽序列及内质网滞留信号序列,其是一类作用机制不同于Bt毒蛋白的天然抗虫物质,具有广谱抗虫、害虫不易对其产生耐受性等优点[1]。选育的转Cry1Ac/SCK双基因水稻植株比任何一种单基因水稻都具有更强的杀虫作用,且能高效表达转入基因的目的产物,并可以显著延缓害虫抗性形成,这在生产实践中具有重大的意义与应用价值[2]。转基因作物的营养学评价是安全性评价的重要组成部分。本研究是在对转Cry1Ac/SCK基因糙米及其亲本糙米营养成分分析无差异的基础上,通过鲤鱼喂养试验,进一步评价转基因糙米在营养功效上与亲本糙米有无差异性,从而初步评价其营养学价值,并为今后的研究提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
转Cry1Ac/SCK基因水稻及其亲本水稻由福建省农业科学院提供,均为2009年种植于福建省农业科学院实验田的新稻。其生长在相邻的田地里,生长条件一致,同时种植和收获;在种植、暴晒、贮存和加工过程中彼此严格分开,避免任何可能的混合与污染。
1.2 试验设计及饲养管理
1.2.1 试验动物及分组试验用鱼为北京市水产科学研究所提供的当年同批鲤鱼800尾,暂养15 d,然后连续驯化7 d。驯化期结束后,挑选体重相近(平均体重为46.00 g)的健康鲤鱼,随机分为2个处理,即转Cry1Ac/SCK基因糙米组(FM86组)及亲本糙米组(86组)。每个处理120尾鱼,每个处理分4个重复,每重复30尾鱼,正式养殖期56 d。试验组饲喂转Cry1Ac/SCK基因糙米日粮;对照组饲喂亲本糙米日粮。
1.2.2 试验日粮的配制参照1993年NRC鲤鱼全价营养标准要求,根据测定的糙米中各种营养成分含量,以鱼粉为动物蛋白源,以最大添加转Cry1Ac/SCK基因糙米蛋白为原则,其他所有营养成分加以补足,配料均为非转基因产品,配制成满足鲤鱼生长所需的全价营养饲料;试验日粮组成及营养水平见表1。
1.2.3 饲养管理试验在北京市小汤山锦鲤良种场循环水养殖系统中进行。每日分别于7:00、10:00、13:00和16:00饱食投喂,投饲率根据摄食情况进行调整。试验期间各鱼缸保持水温为(28±2)℃,池水pH6.9~7.2;溶氧大于5 mg/L,24 h不间断充气增氧;氨态氮小于等于0.1 mg/L。每天换水,测定溶氧及水温,记录投饲量,清除水族箱内粪便和污物;其他化学指标3 d测定1次。管理参照文献[3]~文献[5]方法进行。
1.3 检测指标与方法
1.3.1 糙米营养成分糙米样品采集参照GB/T 14699.1—93,粉碎后过40目筛。样品各成分含量测定:水分(GB/T 5009.1—2003),粗蛋白质(GB/T 5009.5—2003),粗脂肪(GB/T 5009. 6—2003),氨基酸(GB/T 5009.124—2003),粗灰分(GB/T 5009.4—2003),粗纤维(GB/T 5009. 10—2003),钙(GB12398—90),总磷(GB 12393—90);碳水化合物含量的测定采用差减法,即碳水化合物= [1 -(蛋白质+脂肪+水分+灰分+膳食纤维)]×100%。
1.3.2 生长性能[6-7]以各重复为单位记录1~28 d和29~56 d的耗料量、各阶段体增量,对死亡鲤鱼耗料量进行校正后(试验期试验鱼无死亡)计算平均耗料量、平均体增重和饵料系数。于29 d及57 d清晨空腹,每重复随机取3尾鱼,即每处理12尾鱼,进行试验指标的测定。先用体积分数0.1%三氯叔丁醇将鲤鱼麻醉后,称取体质量(精确至0.01 g),解剖鱼体,采取肝胰腺、脾脏、肾脏和心脏,剪取称重,以计算体增重率、肝体比、脏体比、特定生长率及饵料系数等指标。体增重率=[ (Wt-W0)÷W0]×100%,饵料系数=总摄食量÷鱼总净增重质量,成活率=(成活尾数÷试验尾数)×100%,肝体比=(肝胰腺质量÷鱼体质量)×100%,器官指数=(器官质量÷鱼体质量)×100%,特定生长率=[(lnWt-lnW0)÷t]×100%,式中,Wt、W0分别为终末和初始鱼体质量,g;t为试验时间,d。
1.3.3 肌肉组成成分[8]于试验期第29 d及第57 d清晨空腹,每重复随机取3尾鱼,即每处理12尾鱼进行肌肉成分分析。解剖鱼体,擦干鱼体表面水分,除去鳞和表皮,在冰盘中每条鱼取背腹部大侧肌肉约50 g,用于测定水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、氨基酸、钙和总磷含量。其中粗蛋白质参照GB/T 6432—1994,水分参照GB/T 9695. 15—2008,粗脂肪参照GB/T9695.7—2008,粗灰分参照GB/T 9695.18—2008, 氨基酸参照GB/T 18654.11—2008,钙参照GB/T9695.13—2009,总磷参照GB/T 9695.4—2009。
1.4 数据的统计
采用统计软件SAS 8.0版中的t检验程序对数据进行差异显著性检验。数据以“平均数±标准误差”表示。
2 结果与分析
2.1 糙米营养成分分析
2.1.1 糙米中常规养分及钙和总磷含量的比较从表2中可看出,转Cry1Ac/SCK基因糙米中常规营养成分中水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、碳水化合物、粗纤维、钙和总磷的含量,均高于亲本糙米中各成分的含量,但差异均不显著(P>0.05)。
2.1.2 糙米中氨基酸含量比较从表3中可看出,转Cry1Ac/SCK基因糙米中缬氨酸和丙氨酸含量略低于亲本糙米,但差异不显著(P>0.05);苏氨酸含量较亲本糙米无差异;其他14种氨基酸含量均高于亲本糙米,但差异均不显著(P>0.05)。
2.2 转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤鱼生长性能影响
从表4中可看出,饲喂含转Cry1Ac/SCK基因糙米饲料的鲤鱼在第一生长阶段(1~28日龄)饵料系数、体增重率、心脏质量指数、职称论文范文肾脏质量指数及特定生长率等指标较饲喂含亲本糙米饲料的均无显著差异(P>0.05),表明转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤鱼第一生长阶段生长性能较亲本糙米无明显不良影响;第二生长阶段(29~56日龄)生长性能相关指标与饲喂亲本糙米比较,也均无显著差异(P>0.05),表明转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤鱼第二生长阶段生长性能较亲本糙米无显著不良影响。
2.3 转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤鱼肌肉组成成分影响
从表5中可看出,饲喂含转Cry1Ac/SCK基因糙米饲料的鲤鱼在第一生长阶段(1~28日龄)肌肉组成成分中水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙和总磷等指标较亲本糙米组均无显著差异(P>0.05),表明饲喂转Cry1Ac/SCK基因糙米的鲤鱼第一生长阶段肌肉组成成分较亲本糙米的无显著不良影响;转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤血第二生长阶段(29~56日龄)肌肉组成成分中水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙和总磷等指标较亲本糙米组也均无显著差异(P>0.05),表明饲喂转Cry1Ac/SCK基因糙米的鲤鱼第二生长阶段肌肉组成成分较亲本糙米无显著可见不良影响
3 讨论
刘梅等用进口转抗草甘膦基因大豆饲喂吉富罗非鱼,发现转基因饲料组试验鱼与非转基因对照组相比,试验鱼的增重率差异不显著(P>0.05),转基因大豆未对其生长造成明显可见的不良影响[9];Cromwell G L等用转基因大豆饲喂猪,结果宰杀后发现猪肌肉的品质没有显著差异,肌肉水分、蛋白质、脂肪、灰分等各方面与非转基因大豆具有实质等同性[10];杨月欣等用转SCK基因大米饲喂小型猪,结果发现转基因大米组试验猪与亲本组相比,其营养状况、肌肉发育和脏器指数均未见明显差异,转基因大米的营养作用与亲本大米基本等同,未发现转SCK基因大米造成任何可观察到的非预期不良结果[11];刘雨芳等用转抗虫基因水稻MSA4大米饲喂大鼠,结果发现饲喂转基因MSA4大米的大鼠的生长、行为及肝、脾、肾脏器指数指标较亲本对照组均无显著差异,表明转抗虫基因大米对大鼠生长无明显不良影响[12];Momma K等用转大豆球蛋白基因稻米喂养大鼠4周,认为转基因大米的营养和生化特性与对照相同,对试验鼠内脏质量、生长及体重均无明显影响[13];陈小萍等用以转CPTI基因大米饲喂Wistar大鼠28 d,结果表明:饲喂转基因大米组大鼠体重及身长、脏体比、蛋白质功效比等指标与非转基因对照大米组大鼠相比均无显著差异[14]。
4 结束语
本试验选用鲤鱼作为研究对象,综合评价转Cry1Ac/SCK基因糙米作为鲤鱼饲料原料的营养学价值及可能的非期望效应。综合本喂养试验结果,饲喂转Cry1Ac/SCK基因糙米后,鲤鱼生长性能和肌肉组成成分指标较亲本糙米组鲤鱼间均无统计学显著性,说明糙米经基因修饰后对鲤鱼生长和营养状况无显著不良影响。转Cry1Ac/SCK基因糙米与亲本糙米对鲤鱼生长的影响基本等同,可以初步说明转Cry1Ac/SCK基因糙米与其亲本糙米在鲤鱼喂养营养评价方面具有实质等同性。
摘 要:利用转Cry1Ac/SCK基因糙米制作饲料,以亲本糙米为对照组,进行56 d饲喂鲤鱼试验;于饲喂28 d和56 d后,评价转Cry1Ac/SCK基因糙米对鲤鱼生长性
