3月3日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《Food Chemistry》（食品化學(xué)）在線發(fā)表了題為《Boosting the antioxidant potential of pasta by a premature stop mutation in wheat keto-acythiolase-2》（小麥KAT-2B上一個單核苷酸突變提高意面抗氧化活性）的研究論文，報道了復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院緱金營研究員課題組在提高小麥生物學(xué)活性方面的重要研究成果。

 

　　酚類化合物阿魏酸是目前發(fā)現(xiàn)的抗氧化活性最高的天然產(chǎn)物，是當歸、川芎等傳統(tǒng)中藥的主要有效成分，也是茅臺酒中的關(guān)鍵活性成分之一。近二十年的大量醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：阿魏酸可以直接抑制部分癌相關(guān)基因的表達，因而降低腸癌、乳腺癌等慢性癌癥的發(fā)病率；阿魏酸的苯環(huán)可以吸收紫外線，預(yù)防肌膚衰老，是*寇小黑瓶等高檔化妝品的主要有效成分；阿魏酸分子側(cè)鏈上的酚羥基具有抗氧化活性，可以抑制慢性炎癥的發(fā)生，因此被譽為預(yù)防神經(jīng)衰退（老年癡呆） 的植物源天然良藥。

 

　　鑒于阿魏酸的生物學(xué)功效，世界衛(wèi)生組織建議普通人群日服用300毫克阿魏酸以維持健康，但是目前絕大多數(shù)人群的飲食達不到這一標準。為了增加攝入量，阿魏酸片劑目前在發(fā)達國家作為保健品廣為流行。但是片劑形式的阿魏酸在人體中的半衰期很短，難以達到持續(xù)保護人體的效果。目前片劑的阿魏酸主要來源于禾本科作物，那么我們是否可以改良作物以提高阿魏酸含量呢？

 

　　緱金營研究員課題組的研究發(fā)現(xiàn)：利用傳統(tǒng)育種手段，在小麥十億個堿基對的基因組中，僅引入一個核酸堿基（DNA）突變，造成一個植物激素茉莉素合成基因的提前終止，就可以上調(diào)酚類合成途徑基因的表達，導(dǎo)致籽粒中大量積累阿魏酸。進一步的測定發(fā)現(xiàn)，該品種小麥加工而成的意大利面條煮熟以后，抗氧化活性提高60%以上，是一種令人期待的功能強化食品。

 

　　通過該工作，研究人員創(chuàng)制了一種全新的種質(zhì)資源，開發(fā)了一個綠色、經(jīng)濟和安全地增加阿魏酸的策略。小麥中的阿魏酸，不但抗氧化活性高于等量片劑，而且半衰期長達24小時，可以持久地保護人體。有關(guān)品種的成功推廣，有望顯著提高小麥的功能品質(zhì)和經(jīng)濟價值，實現(xiàn)供給側(cè)改革，增加農(nóng)民收入，提升有關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，促進消費者健康和生活質(zhì)量，降低社會醫(yī)療成本，服務(wù)于國家“面向人民健康”和“面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場”的戰(zhàn)略需求。該工作是現(xiàn)代生命科學(xué)研究服務(wù)于未來農(nóng)業(yè)和社會可持續(xù)發(fā)展的典型成功案例。

 

　　圖二：利用單核苷酸突變體提高阿魏酸和抗氧化活性的工作原理

 

　　復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院緱金營研究員設(shè)計和指導(dǎo)了該工作，是研究論文的通訊作者。生科院博士研究生張國梁完成了主要工作，是論文的第一作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、復(fù)旦大學(xué)和遺傳工程國家重點實驗室的大力支持。

 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814622005969