玉米黄素（Zeaxanthin），亦称“玉米黄质”、“玉米黄质素”，是叶黄素类脂溶性色素成分，为β-胡萝卜素的二羟基衍生物。玉米黄素大量存在于绿色蔬菜、玉米种子、枸杞和酸浆果实等植物组织和一些非光合作用细菌中。大量研究表明，玉米黄素具有抗氧化、预防心血管疾病、增强机体免疫力、减缓动脉粥样硬化等健康功效，和人类健康密切相关。尤其是与叶黄素一起，通过过滤有害的蓝光来保护人眼视网膜，从而延缓年龄相关性黄斑变性（AMD）的进展，AMD是发达国家最普遍的致盲原因。尽管玉米黄质具有很高的营养价值，但在我们的饮食中，它比其他大量的类胡萝卜素要少。近二十年来，为了提高作物类胡萝卜素的营养价值和经济价值，人们采用了类胡萝卜素生物合成代谢工程。番茄果实中含有高浓度的番茄红素，它是主要的类胡萝卜素色素，在成熟过程中由于合成增强、对环胡萝卜素的代谢减弱和结晶形式的固存而积累。此前已有报道，人们试图通过调控番茄红素β-环化酶和β-胡萝卜素羟化酶基因的表达来促进番茄果实中叶黄素的积累。同时过表达胡萝卜素β-羟化酶1（BCH1，CrtR-b1）和番茄红素β-环化酶（LCYB）与仅过量表达LCYB转基因相比，未导致成熟果实叶黄素含量显著增加。

近日，以色列耶路撒冷希伯来大学的Uri Karniel研究团队在国际著名期刊Plant Biotechnology Journal发表论文“Development of zeaxanthin-rich tomato fruit through genetic manipulations of carotenoid biosynthesis”。

为了提高番茄果实中玉米黄质的生物合成，作者采用了两种遗传途径：转基因代谢工程和经典遗传育种。通过经典遗传育种作者获得了纯合四突植株，类胡萝卜素组成显示玉米黄质的高水平积累，被命名为‘Xantomato。通过转基因代谢工程作者进一步提高β-胡萝卜素，并指出了类胡萝卜素生物合成途径与上游酶的过度表达有助于进一步提高玉米黄质的积累水平。

作者通过转基因与非转基因方法获得高玉米黄质番茄的比较，表明后者更为成功。这一结果表明，除了通过操纵特定基因进行代谢工程外，玉米黄质的积累还受到特定类胡萝卜素生物合成基因表达以外的其他因素的影响，如质体分化、生色体和质体超微结构。在目前的市场形势下，非转基因玉米黄质品系‘xantomoto比转基因品系具有商业优势。然而，本研究中用于增加玉米黄质积累的高色素突变，对植物生长发育和逆境耐受都具有负的多效性，从而对产量产生不利影响。在生长不定的植物中，这种效应的速率一直很难测量。然而，番茄果实中玉米黄质含量为577μg.g-1dw，β-胡萝卜素含量为529μg.g-1dw的经济优势可以克服这一不利的園艺效应。