華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉耀光院士團(tuán)隊(duì)利用高效的多基因載體系統(tǒng)TGSII，實(shí)現(xiàn)了在水稻胚乳特異合成蝦青素的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化目標(biāo)，培育出世界首例胚乳富含蝦青素的新型功能營(yíng)養(yǎng)型水稻種質(zhì)“蝦青素米”，也稱“赤晶米”。相關(guān)成果近日發(fā)表于《分子植物》。

　　類胡蘿卜素是一類重要的植物營(yíng)養(yǎng)素，而蝦青素是一類橙紅色類胡蘿卜色素，為類胡蘿卜素的*形式，具有超強(qiáng)抗氧化活性。但尚未有水稻胚乳合成有效蝦青素的報(bào)道。

　　劉耀光團(tuán)隊(duì)通過分析水稻類胡蘿卜素合成途徑基因的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)類胡蘿卜素合成的相關(guān)基因在水稻胚乳中處于不表達(dá)或低表達(dá)狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)“黃金大米”的分析，確定了八氫番茄紅素合成酶基因、八氫番茄紅素脫氫酶基因、β-胡蘿卜素酮化酶基因和β-胡蘿卜素羥化酶基因等4個(gè)類胡蘿卜素合成途徑的關(guān)鍵基因，利用水稻胚乳特異性啟動(dòng)子和自主開發(fā)的高效多基因TGSII系統(tǒng)，在水稻胚乳中重新構(gòu)建了不同基因組合的類胡蘿卜素/酮式胡蘿卜素/蝦青素的生物合成途徑。

　　該研究結(jié)果表明，雙基因、三基因和四基因聚合轉(zhuǎn)化水稻，分別獲得了篩選標(biāo)記刪除，富含黃色β-胡蘿卜素的黃金大米、橙紅色的角黃素大米和蝦青素大米新種質(zhì)。從而證實(shí)，導(dǎo)入上述4個(gè)基因的*小組合就能夠在水稻胚乳中實(shí)現(xiàn)蝦青素的從頭生物合成，獲得富含蝦青素的大米。

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