简介

黄金大米(Golden Rice)是一种新型转基因大米,其 β-胡萝卜素的含量是普通大米的 23倍,因大米在抛光后呈黄色而得名。普通抛光大米中不含有 β-胡萝卜素,糙米中含有微量的 β-胡萝卜素。 在转基因大米中有 3个新插入的基因编码, 分别表达茄红素合成酶(PSY)和胡萝卜素脱氢酶(CRTI)以调控 β-胡萝卜素蛋白在胚乳中的合成途径,3个外源基因片段分别来自水仙花和土壤中的欧文氏菌。 这项实验是由Potrykus(瑞士联邦理工学院)和 Beyer(德国弗莱堡大学)等人于 1999 年研究所得,并于次年公布研究结果。 这类通过外源基因调控食物中微量元素合成的实验被称为“生物营养强化”。 英国先正达公司最早获得培育黄金大米的专利,并免费向亚洲部分地区的实验室提供这种大米品种, 供它们进行试种和推广,以解决这些以大米为主食的发展中国家儿童 VA 缺乏症和营养不良问题。

主要价值

β-胡萝卜素在人体中可转化为预成维生素A。一组来自英国和美国的工业界科学家在4月份出版的《自然—生物技术》上报告说,他们研制出一种富含预成维生素A的改良型黄金大米,为开发出对付食物中维生素A缺乏的新型水稻品种提供了可能。
食物中维生素A的缺乏影响着全球2.5亿人口,维生素A的缺乏会导致失明和免疫水平的低下。与开发出的I型黄金大米相比,II型黄金大米的β胡萝卜素含量增加了20倍。利用系统筛选法,RachelDrake和同事研制出转基因新品种,并对可选择的八氢番茄红素合酶品种进行了试验。八氢番茄红素合酶是第一个在β胡萝卜素通道中找到的酶。在所有被扫描的酶中,来自玉米的八氢番茄红素合酶的效果最好。含玉米酶的II型黄金大米是培育富含β胡萝卜素的精彩开始。
I型黄金大米是一个有价值的开始,但科学家们很快意识到其谷粒中所含的β-胡萝卜素太少而不足以在田间实践。然而,II型黄金大米能供50%的儿童日常所需维生素A,尽管维生素A的摄取还取决于食品的总体配方,特别是食用油。
开发出新型黄金大米的公司支持“黄金大米人道主义礠目”,公司计划通过一个研究许可将新品种捐赠给未来的研发工作。
但质疑者认为黄金大米可能会严重威胁到环境和粮食安全,它也并不能解决造成维生素A缺乏症的根本原因——贫困和缺乏多样化的饮食。

黄金大米食用安全性

黄金大米在为人类缓解 VA 缺乏症的同时, 公众对它的食用安全性仍有争议。
对于评价黄金大米的食用安全性包括:
①转基因的直接影响,包括营养成分、毒性或增加食品过敏物质的可能。 引入水稻中的新基因表达的蛋白质可能是致敏原;或者在大米中新基因与其他蛋白发生交叉反应,或过度表达而引起过敏反应, 特别是对儿童和具有过敏体质的成人,但目前尚无外源基因编码蛋白质有过敏性的直接证据。 2006 年,内布拉斯加大学通过生物信息学方法鉴定黄金大米中插入基因片段表达的蛋白质同所有潜在过敏风险蛋白的交叉反应风险, 同时运用BLASTP 鉴定与报道过敏蛋白的同源性。 结果显示,在黄金大米中,由插入基因合成的蛋白中没有发现任何过敏原。
②黄金大米经由胃肠道的吸收而将基因转移至肠道微生物中 , 从而对人体健康造成影响 。Guanwen Tang 在研究黄金大米中 VA 的有效性时,对食用黄金大米的志愿者跟踪观察一定时间后,并没有发现任何过敏反应或胃肠道紊乱疾病。 但是该研究结果的局限性在于对志愿者只提供了单一的食物,关于黄金大米对人类的安全性还需要做更长时间的调查研究和大量的累积食用得出明确结论。
目前还没有相关黄金大米毒理的实验研究,Gruere 等通过小鼠急性毒性试验、大鼠长期毒性试验、小鼠微核试验和精子致畸试验验证了携带溶菌酶基因、NPT—II 标记外源基因的转基因大米无明显的毒性和致畸作用。Keiko 对比了饲喂转基因大米和非转基因大米的小鼠一般免疫毒理指标(体重、脏体比、血常规、白细胞分类)、细胞免疫指标(T 淋巴细胞分类、迟发型皮肤变态反应)、体液免疫指标(PFC、血清抗体滴度)以及巨噬细胞功能检测(腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞试验)来看,均未发现有明显差异,说明转基因大米和传统的母系非转基因大米对小鼠的免疫系统的影响具有实质等同性。 但是,由于转基因技术仍处于发展过程中,国际上生物安全方面评估技术尚不成熟。 用实验动物进行的黄金大米的安全评价经常受到许多除了该食物之外的不确定因素的影响,而人体在长期服用小剂量黄金大米的实验需要符合相关伦理学标准,也造成黄金大米毒理学评价的滞后。