图1. 富含花青素的转基因紫晶米
前面五篇文章介绍六个关于β-胡萝卜素和花青素生物强化的研究工作,虽然第一作者有中国人,但实际上都是国外研究室的成果。那我国这方面研究现状如何呢?从本篇开始,我将系列介绍我国具有代表性的研究成果(个人认为)。
首先登场的是在今年七月份在学术圈引起广泛关注的华南农业大学生命学院刘耀光教授领衔的研究团队研发了首例胚乳(大米主要含有淀粉和蛋白质,而淀粉占绝大多数)含有丰富花青素的转基因大米紫晶米(图1中标有PER的系列小图)。以前有日本的研究团队尝试了两次均没有获得成功。小伙伴们也许会疑惑,市场上不是有含有花青素的紫米和黑米吗?但那些大米都是糙米(不好煮,口感差但营养价值高,图2中去掉谷壳就是糙米),我们常吃的大米却是精米(糙米精磨抛光的米,口感好,但营养价值差一些,图2中去掉胚乳以外的就是精米)。市场上的黑米和紫米均只是在糙米表皮里含有花青素,制成精米后就不含花青素了。所以,既要口感好又要营养价值相对高些,只有将有些营养物质转移到胚乳里了。紫晶米就是通过转基因技术将花青素合成的代谢途径在胚乳重建起来,从而研发出了富含花青素的紫晶米,从图1可以看到紫晶米的花青素比黑米高约一倍,而且抗氧化活性比黑比高约8倍!小伙伴们是不是很期待吃点这样的紫晶米啊?可惜短时间内吃不到的,因为一个转基因产品从研发出来到中间各种生理生化,毒理学实验,动物实验等等,没有个十年八年的是不会被国家批准上市的。其实有些已经各项证据都非常充分了,但由于主管部门的多方面考虑,仍没有发放最后一个批文让商业化生产,以后会具体讲到的。
图2. 水稻各结构示意图
再稍微讲一点专业的知识,就是具体是怎么做的。研究团队分析水稻胚乳中关于花青素合成的各个基因发现,其中有一部分基因不工作,所以才导致那个水稻品种不含有花青素,于是他们利用一个多基因表达系统将玉米来源的2个转录因子和来自彩叶草的6个功能基因一起同时转到水稻基因组中,并通过胚乳特异性启动子启动这些基因在胚乳中特异表达从而重构了完整的代谢途径在胚乳中合成积累了花青素形成所谓——紫晶米。
最后上个专业的代谢途径图,标红色的就是转入的基因,让有些生物学知识基础的小伙伴脑补一下紫色梦幻画面。
高大上的花青素代谢途径图(仅供有些生物学知识基础的小伙伴们深究)
本文由:
中国农业科学院生物技术研究所博士 副研究员植物基因工程
柳小庆先生授权发表
联系客服