科研人員在觀察“茶稻”生長情況。張慧臏 攝
7月15日下午,，海南大學(xué)三亞南繁研究院實(shí)驗(yàn)室里,，熱帶作物代謝生物學(xué)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人羅杰正指導(dǎo)學(xué)生開展兒茶素提取實(shí)驗(yàn)。不久前,，該團(tuán)隊成功培育出胚乳富集兒茶素的水稻新材料——“茶稻”,，相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《植物生物技術(shù)雜志》，為功能型谷物開發(fā)提供了新思路,。
“兒茶素屬于類黃酮家族,，是茶葉中含量最高的多酚類化合物，具備抗氧化,、抗炎及心血管保護(hù)等功效,。”羅杰說,，但部分人群對茶葉中的咖啡堿,、茶堿敏感，無法通過飲茶獲取兒茶素,。水稻作為全球重要主糧作物,，類黃酮代謝存在基因表達(dá)水平低或功能缺陷問題，導(dǎo)致多數(shù)栽培稻品種胚乳中類黃酮含量極低,，有色稻的類黃酮也主要存在于果皮,，胚乳幾乎不含。
羅杰介紹,，基于兒茶素的強(qiáng)大生物活性,，研究團(tuán)隊提出通過組織特異性代謝工程改造水稻的思路,，即利用參與兒茶素生物合成途徑的酶，開發(fā)胚乳富含兒茶素的功能型水稻,。具體做法是提取茶葉中控制天然成分合成的基因,，聚合其他植物有用基因，轉(zhuǎn)入細(xì)菌擴(kuò)增成遺傳轉(zhuǎn)化載體,，再導(dǎo)入水稻,，培育出能產(chǎn)生兒茶素的水稻品種或材料，經(jīng)篩選獲得富含兒茶素的家系,。
“我們研究團(tuán)隊通過創(chuàng)新性整合茶樹及其他外源植物的關(guān)鍵功能基因,，結(jié)合胚乳特異性表達(dá)技術(shù)，成功在水稻胚乳中構(gòu)建了兒茶素的生物合成通路,?！绷_杰透露，“茶稻”的兒茶素只在胚乳中積累,，又規(guī)避茶葉中不需要的成分,。
三亞氣候條件適宜作物種植，大大加快了育種進(jìn)程,，縮短了從研究到推向市場的周期,。該研究于2019年啟動，目前取得了階段性成果,。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，改造后的水稻胚乳中檢測到表兒茶素,、兒茶素等多種成分,，其抗氧化活性較對照品種提升顯著?！皬男Ч?，‘茶稻’外觀與普通水稻相似，只是米粒顏色微微發(fā)綠,，種子略小,。”羅杰說,，“茶稻”已進(jìn)行了小規(guī)模種植,。
當(dāng)天下午，記者在崖州區(qū)壩頭基地的一處大棚里看到,，“茶稻”長勢良好,。海南大學(xué)三亞南繁研究院科研主管王毓富和作物學(xué)專業(yè)博士生朱津津正在觀察其生長情況?！靶∶缙谝⒅厮止芾?，確保水分充足,；中期分蘗后注意施肥；成熟期保持水分充足以促進(jìn)籽粒充實(shí),；后期減少水分以加速成熟,。肥料管理需在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)適量增肥，確保水稻生長全程水量充足,、水分控制得當(dāng)……”談及水稻管理要點(diǎn)時,，王毓富介紹道。
對于是否向農(nóng)戶推廣“茶稻”,，羅杰表示,，目前相關(guān)成果已進(jìn)入下一階段，需依照一系列法律法規(guī)程序申請中間實(shí)驗(yàn)專項材料,，經(jīng)一系列安全評價確保無風(fēng)險后,，才能獲得安全證書，進(jìn)而開展規(guī)?；N植與貿(mào)易推廣,，最終讓百姓受益。
該研究突破了水稻胚乳中類黃酮物質(zhì)積累的技術(shù)瓶頸,，不僅為開發(fā)兒茶素強(qiáng)化型功能谷物提供了實(shí)踐范例,，也為類胡蘿卜素、植物甾醇等其他高附加值天然產(chǎn)物在農(nóng)作物中的定向合成提供了通用技術(shù)思路,。除了兒茶素研究,，該團(tuán)隊還在開展其他研究，嘗試將維生素,、必需氨基酸等保健營養(yǎng)成分融入大米,，讓人們通過食用大米獲取均衡營養(yǎng)。
海南大學(xué)三亞南繁研究院在功能型谷物研發(fā)上的這一突破,，為農(nóng)業(yè)科研和糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新希望,。隨著研究深入和技術(shù)完善，未來有望為人們的健康飲食提供更多優(yōu)質(zhì)選擇,。
（三亞傳媒融媒體記者 張慧臏）
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