转基因稻米的非靶向代谢组变异分析及真菌毒素风险预警

来源：中国食品学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：赖泽萍，朱军莉，赵艳

单位：赖泽萍浙江工商大学食品与生物工程学院 杭州 310018,朱军莉浙江工商大学食品与生物工程学院 杭州 310018,赵艳浙江工商大学食品与生物工程学院 杭州 310018,

摘要：采用液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)研究粳稻品种日本晴(FP1)和PJ574(FP2)及其相应的转基因品种(FT16、FT23)的种子的代谢组学，旨在评价转基因稻米与其亲本代谢物组成的实质等同性，从代谢组变异和真菌毒素含量两方面评价稻米中的风险因素。结果:利用主成分分析和偏最小二乘法-判别分析等多元统计方法从稻米样本检出448种代谢物。筛选差异代谢物发现L-乳酸、玉米赤霉烯酮、10E，12Z-十八碳二烯酸和精胺代谢物浓度变异幅度受品种差异的影响较大。FP1-FP2组、FP1-FT16组、FP2-FT23组分别有9，23，13个特有差异代谢物，FP1-FP2组特有差异代谢物主要包括肌醇、硬脂酸酰胺等；FP1-FT16组特有差异代谢物主要包括脱氧鸟苷酸、咖啡盐和葡萄糖酸；FP2-FT23组特有差异代谢物主要包括前列腺素B2、L-胱氨酸、16-羟基棕榈酸，FP1-FT16组变异幅度最大。转基因育种和品种差异的效应类似，都在一定程度上影响精氨酸生物合成及多条氨基酸代谢通路，而不同品种的转基因稻米中代谢通路的变异不同。经酶联免疫法(ELISA)实测验证，稻米样本中的玉米赤霉烯酮含量在4.2~6 μg/kg之间，两亲本品种间差异显著(P<0.01)，而转基因稻米的玉米赤霉烯酮含量与亲本实质等同。ITS高通量测序结果表明镰刀菌属为稻米内生真菌的常见菌属。结论:转基因育种引发的稻米代谢组分和代谢通路变异虽可能影响稻米的营养品质，但幅度不大于品种差异，位于安全范围内。在4个货架期内的稻米样本中检出低剂量(小于6 μg/kg)的镰刀菌毒素玉米赤霉烯酮，虽低于国家标准(60 μg/kg)，但其可能由稻米内生镰刀真菌合成，在特定条件下存在真菌爆发生长并大量产毒的风险。

关键词：转基因稻米; 非预期效应; 非靶代谢组学; 品种差异; 玉米赤霉烯酮

基金资助：浙江省基础公益研究计划项目(LTGN23C200011)；浙江省领雁研发攻关计划项目(2023C02026)；国家自然科学基金项目(31772100)