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科学家创制辅酶Q10水稻新种质 

2025-02-15 08:07:13 来源: 中国科学院

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214日,中国科学院院士、分子植物科学卓越创新中心研究员陈晓亚团队,联合遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队等,在《细胞》(Cell上在线发表了题为《基于植物进化的辅酶Q10性状设计》(Design of CoQ10 crops based on evolutionary history的研究论文。该研究通过剖析辅酶Q在陆生植物中的演化轨迹与关键酶自然变异,解析了植物辅酶Q侧链长度控制的分子机制,并利用引导编辑技术改变水稻基因组Coq1酶的5个氨基酸,创制了合成辅酶Q10的水稻新种质,同时使小麦编辑取得了重要进展。d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

辅酶Q10与人体健康尤其是心脏健康相关。辅酶Q10是线粒体呼吸链的电子传递体也是脂溶性抗氧化剂。不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同。人体自身合成辅酶Q10,侧链由10个异戊二烯单元组成,而水稻等谷物以及一些蔬菜和水果主要合成辅酶Q9,侧链含有9个异戊二烯单元。创制辅酶Q10作物,提高植物食品中辅酶Q10的含量,是性价比高且环境友好的营养强化新方法。d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

目前,不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同的原因及分子机制尚不清楚。得益于上海辰山植物园丰富的植物资源,该团队采集了包括苔藓、石松、蕨类、裸子植物和被子植物在内的67个科134种植物样品。研究检测各物种辅酶Q类型和系统分布特征发现,辅酶Q10是被子植物的祖先性状,多数植物仍合成辅酶Q10,而禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

若要精准改造农作物性状,创造高营养品质,则需要精确锚定性状形成的关键因子。该研究通过对1000多种陆生植物辅酶Q侧链合成酶Coq1氨基酸序列的进化分析和机器学习,确定了决定链长的5个氨基酸位点。研究通过精准编辑,创制了主要合成辅酶Q10的水稻。它的叶片和籽粒中辅酶Q10占总辅酶Q75%,籽粒中辅酶Q105 μg/g,且对水稻产量没有影响。d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

Q10水稻的研制成功,有望丰富辅酶Q10的食物来源,并为大数据和AI辅助育种提供范例。d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院以及上海市、云南省等的支持。d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

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植物辅酶Q种类的进化和关联氨基酸d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

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引导编辑创制Q10水稻d9A流量资讯——探索最新科技、每天知道多一点LLSUM.COM

本文链接:科学家创制辅酶Q10水稻新种质 http://www.llsum.com/show-12-726-0.html

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