提到輔酶Q10，人們首先想到的是和心臟健康息息相關，以及它的抗氧化作用。那么如果提高植物中的輔酶Q10，將會帶來哪些意義？

2月14日，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(下稱“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等合作在國際權威期刊Cell《細胞》上在線發(fā)表了題為“Design of CoQ10 crops based on evolutionary history（基于植物進化的輔酶Q10性狀設計）”的科研論文。

該研究通過系統(tǒng)分析輔酶Q在陸生植物中的演化軌跡及關鍵酶自然變異，解析了植物輔酶Q側鏈長度控制的分子機制，利用引導編輯技術改變水稻基因組Coq1酶的5個氨基酸，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。

采訪對象供圖

輔酶Q10對人類和植物究竟有什么作用？

作為線粒體呼吸鏈的電子傳遞體，輔酶Q10也是脂溶性抗氧化劑。不同物種合成的輔酶Q側鏈長度不同，人體自身合成輔酶Q10，而水稻等谷物以及一些蔬菜和水果，主要合成輔酶Q9。創(chuàng)制輔酶Q10作物，提高植物食品中輔酶Q10的含量，是一種性價比高且環(huán)境友好的營養(yǎng)強化新方法。

“現(xiàn)在市面上有一些輔酶Q10的產(chǎn)品，但是因為輔酶Q10不是一個特別容易吸收的分子，所以相比一顆藥丸，通過水稻等食物來獲得應當是更好的。” 陳曉亞告訴第一財經(jīng)。

為什么不同物種合成的輔酶Q側鏈長度不同，其分子機制一直不明。得益于上海辰山植物園豐富的植物資源，該研究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。

陳曉亞介紹，要精準改造農(nóng)作物性狀，創(chuàng)造高營養(yǎng)品質(zhì)，首先要精確錨定性狀形成的關鍵因子。結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，研究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。

他說，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，近年來發(fā)展迅速。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。“目前Q10水稻培育工作正在積極推進?！毖芯繄F隊介紹。

值得注意的是，本次成果的共同第一作者皆為幾家單位的青年人才，分別是上海辰山植物園許晶晶副研究員、遺傳發(fā)育所博士生雷源、上海交通大學張曉凡博士、分子植物卓越中心辰山科學研究中心李建戌副研究員，分子植物卓越中心辰山科學研究中心陳曉亞院士和遺傳發(fā)育所高彩霞研究員為共同通訊作者。

“希望辰山的人才隊伍能更大，機制也更為靈活，就像許晶晶這樣的人才，這次取得成果以后，將來怎么能讓她更安心地工作，做出更多的成果。 ”上海辰山植物園執(zhí)行園長、分子植物卓越中心辰山科學研究中心副主任胡永紅說。

陳曉亞團隊，采訪對象供圖

中心黨委副書記、副主任，研究員張余介紹，青年人才占比高的分子植物卓越中心，正在想一些研究辦法來拓寬年輕人的成長路徑。“通過院地合作，在人才的自主培養(yǎng)和引進方面已經(jīng)發(fā)揮了很大的作用，比如中心和辰山植物園共建的科研中心，就有很多青年課題組組長利用平臺成長起來?！?/p>

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網(wǎng)址: 與心臟健康強相關的輔酶Q10植物也能擁有！中國科學家創(chuàng)制新種質(zhì) http://www.gysdgmq.cn/newsview1349507.html