圖1. 富含花青素的轉(zhuǎn)基因紫晶米

前面五篇文章介紹六個(gè)關(guān)于β-胡蘿卜素和花青素生物強(qiáng)化的研究工作，雖然第一作者有中國(guó)人，但實(shí)際上都是國(guó)外研究室的成果。那我國(guó)這方面研究現(xiàn)狀如何呢？從本篇開始，我將系列介紹我國(guó)具有代表性的研究成果（個(gè)人認(rèn)為）。

首先登場(chǎng)的是在今年七月份在學(xué)術(shù)圈引起廣泛關(guān)注的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命學(xué)院劉耀光教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了首例胚乳（大米主要含有淀粉和蛋白質(zhì)，而淀粉占絕大多數(shù)）含有豐富花青素的轉(zhuǎn)基因大米紫晶米（圖1中標(biāo)有PER的系列小圖）。以前有日本的研究團(tuán)隊(duì)嘗試了兩次均沒有獲得成功。小伙伴們也許會(huì)疑惑，市場(chǎng)上不是有含有花青素的紫米和黑米嗎？但那些大米都是糙米（不好煮，口感差但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，圖2中去掉谷殼就是糙米），我們常吃的大米卻是精米（糙米精磨拋光的米，口感好，但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值差一些，圖2中去掉胚乳以外的就是精米）。市場(chǎng)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，既要口感好又要營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)高些，只有將有些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到胚乳里了。紫晶米就是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將花青素合成的代謝途徑在胚乳重建起來，從而研發(fā)出了富含花青素的紫晶米，從圖1可以看到紫晶米的花青素比黑米高約一倍，而且抗氧化活性比黑比高約8倍！小伙伴們是不是很期待吃點(diǎn)這樣的紫晶米啊？可惜短時(shí)間內(nèi)吃不到的，因?yàn)橐粋€(gè)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品從研發(fā)出來到中間各種生理生化，毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等等，沒有個(gè)十年八年的是不會(huì)被國(guó)家批準(zhǔn)上市的。其實(shí)有些已經(jīng)各項(xiàng)證據(jù)都非常充分了，但由于主管部門的多方面考慮，仍沒有發(fā)放最后一個(gè)批文讓商業(yè)化生產(chǎn)，以后會(huì)具體講到的。

圖2. 水稻各結(jié)構(gòu)示意圖

再稍微講一點(diǎn)專業(yè)的知識(shí)，就是具體是怎么做的。研究團(tuán)隊(duì)分析水稻胚乳中關(guān)于花青素合成的各個(gè)基因發(fā)現(xiàn)，其中有一部分基因不工作，所以才導(dǎo)致那個(gè)水稻品種不含有花青素，于是他們利用一個(gè)多基因表達(dá)系統(tǒng)將玉米來源的2個(gè)轉(zhuǎn)錄因子和來自彩葉草的6個(gè)功能基因一起同時(shí)轉(zhuǎn)到水稻基因組中，并通過胚乳特異性啟動(dòng)子啟動(dòng)這些基因在胚乳中特異表達(dá)從而重構(gòu)了完整的代謝途徑在胚乳中合成積累了花青素形成所謂——紫晶米。

最后上個(gè)專業(yè)的代謝途徑圖，標(biāo)紅色的就是轉(zhuǎn)入的基因，讓有些生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的小伙伴腦補(bǔ)一下紫色夢(mèng)幻畫面。

高大上的花青素代謝途徑圖(僅供有些生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的小伙伴們深究)

本文由：

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所博士 副研究員植物基因工程

柳小慶先生授權(quán)發(fā)表