記者14日獲悉,中國專家的最新科研成功創(chuàng)制了合成輔酶Q10的水稻新種質(zhì),小麥編輯也取得重要進展。
國際權威期刊《細胞》(Cell)上在線發(fā)表中國學者的相關科研論文?!?上海辰山植物園供圖)
中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所高彩霞團隊聯(lián)合攻關成果14日在國際權威期刊《細胞》(Cell)上在線發(fā)表相關科研論文。
“輔酶Q10是線粒體呼吸鏈的電子傳遞體,也是脂溶性抗氧化劑。”中國科學院院士陳曉亞告訴記者,不同物種合成的輔酶Q側(cè)鏈長度不同。人體自身能合成輔酶Q10,但20歲后合成量逐漸下降。因此,創(chuàng)制輔酶Q10作物,提高植物食品中輔酶Q10的含量意義重大。
陳曉亞團隊采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內(nèi)的共67個科134種植物樣品。(上海辰山植物園供圖)
陳曉亞團隊采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內(nèi)的共67個科134種植物樣品。檢測各物種輔酶Q類型及系統(tǒng)分布特征,發(fā)現(xiàn)輔酶Q10是被子植物的祖先性狀,多數(shù)植物仍然合成輔酶Q10,而禾本科、菊科和葫蘆科植物等主要合成輔酶Q9。
如何精準改造農(nóng)作物性狀,創(chuàng)造高營養(yǎng)品質(zhì)?結(jié)合對1000多種陸生植物輔酶Q側(cè)鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習,科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。通過精準編輯,創(chuàng)制了主要合成輔酶Q10的水稻,其葉片和籽粒中輔酶Q10占總輔酶Q的75%,籽粒中輔酶Q10達5μg/g,且對水稻產(chǎn)量沒有影響。陳曉亞表示,根據(jù)目前的研究,輔酶Q10的水稻的生長環(huán)境與已有水稻品種并無差異。據(jù)了解,基因編輯已成為一種高效安全的先進作物改良技術,編輯的植物不含外源基因、遺傳穩(wěn)定,近年來在發(fā)達國家發(fā)展迅速。
輔酶Q10水稻的研制成功,將大大豐富輔酶Q10的食物來源,也為大數(shù)據(jù)和AI輔助育種提供了一個范例。陳曉亞認為,未來在水果蔬菜領域“改造空間”很大。據(jù)透露,目前科研團隊正對生菜開展輔酶Q10品種研究。選擇菊科植物生菜是因為其為人們餐桌上的一種重要食物,被廣泛食用。
據(jù)了解,該研究工作主要在上海辰山植物園完成。上海辰山植物園將繼續(xù)專注于“次生代謝與資源植物開發(fā)利用”“園藝與生物技術”和“植物多樣性保育”三大核心研究領域;利用多組學方法和先進技術,深入研究藥用植物和藥食同源植物中的活性小分子,篩選、優(yōu)化、創(chuàng)制對人類健康有益的植物資源。此外,上海辰山植物園將加強與全球科研機構(gòu)的合作,共享研究成果,提升國際影響力。此外,上海辰山植物園將加強對本土及外來植物種質(zhì)資源的系統(tǒng)收集和數(shù)字化管理,通過建立更為廣泛的種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫,支持生物多樣性的研究與保護等。(完)
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