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通过遗传育种培育富含玉米黄质的高营养番茄(2020.4.25 Plant Biotechnology Journal)

2020-05-13

三农资讯半月报 2020年8期

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。……

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