转基因虾青素富集玉米的体内抗氧化效果评价

《Foods》：In Vivo Antioxidant Effects Evaluation of Genetically Modified Astaxanthin-Rich Maize

　　

虾青素富集玉米已通过遗传修饰开发，作为虾青素的潜在膳食来源。本研究旨在评价虾青素富集玉米的营养成分和抗氧化效果。抗氧化效果通过为期60天、以9月龄雄性SD大鼠为对象的喂养实验进行评估。结果表明，虾青素富集玉米中虾青素含量为24.91 μg/g。与饲喂常规饲料或亲本玉米的大鼠相比，饲喂虾青素富集玉米的大鼠表现出更高的血清超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）（p < 0.05）。虾青素富集玉米组血清丙二醛（MDA）低于常规饲料组（p < 0.05）。虾青素富集玉米组肝脏蛋白羰基和MDA低于常规饲料组（p < 0.05）。虾青素富集玉米组肝脏SOD活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和GSH水平高于常规饲料组或亲本玉米组（p < 0.05）。虾青素富集玉米在多项指标中显示出积极的抗氧化效果。未来，需要在更广泛的浓度范围和更多氧化应激指标下对虾青素富集玉米进行抗氧化评价。

虾青素是一种广泛存在于自然界的叶黄素类胡萝卜素，在虾、蟹、鲑鱼和藻类中含量丰富。其分子中共轭多烯链以及不饱和酮基和羟基赋予其强抗氧化能力，可清除自由基和活性氧（ROS），从而有助于预防心血管疾病、糖尿病和肿瘤等慢性非传染性疾病。由于人体无法自身合成虾青素，转基因技术为低成本高效生产高生物活性天然虾青素开辟了新途径。此前研究已在拟南芥、水稻和玉米中通过转基因手段提高了虾青素含量，但大多数研究侧重于转基因植株培育及植物体内抗氧化性能评价，而对营养成分和体内抗氧化效果的综合评估依然不足。因此，中国农业科学院生物技术研究所利用特定基因构建和育种策略培育出虾青素富集玉米，本研究旨在评价其营养成分，并通过大鼠喂养实验探讨其体内抗氧化效应。

研究人员以同批次收获的虾青素富集玉米和亲本对照郑单958玉米为材料，测定营养成分和虾青素含量，并使用9月龄SPF级雄性SD大鼠开展60天喂养实验。结果显示，虾青素富集玉米中虾青素含量为24.91 μg/g干重（DW），亲本玉米中未检出虾青素。与常规饲料组和亲本玉米组相比，虾青素富集玉米组大鼠的血清超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）水平显著升高，血清丙二醛（MDA）水平显著降低；肝脏蛋白羰基和MDA水平显著降低，肝脏SOD活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和GSH水平显著升高。整个实验中大鼠的摄食、饮水和活动正常，未出现毒性反应。研究表明，虾青素富集玉米在多项氧化应激指标上表现出积极作用，具有一定抗氧化功能。该研究为监管机构提供了营养等同性和初步抗氧化活性的基础数据，可作为虾青素富集玉米安全性评估和审批的参考，并为转基因作物的功能性评价提供了依据。

在技术方法上，供试玉米样本来自中国农业科学院生物技术研究所，同一实验田种植，统一管理，2020年成熟期收获。营养成分按中国国家标准方法测定：蛋白质采用凯氏定氮法，脂肪采用酸水解法，灰分采用马弗炉燃烧法，膳食纤维采用酶-重量法；矿物质采用电感耦合等离子体-光学发射光谱法（ICP-OES），硒采用氢化物发生原子荧光光谱法；维生素采用高效液相色谱法（HPLC）或微生物法；虾青素采用HPLC法。抗氧化实验采用9月龄雄性SD大鼠，随机分为常规饲料组、亲本玉米组、低剂量虾青