黑果枸杞花青素代謝工程研究獲進展

近日，中國科學院華南植物園農業與生物技術中心藥用植物種質創新與利用團隊在國家自然科學基金、中國科學院戰略重點研究計劃等項目的資助下，通過多組學聯合分析，在黑果枸杞花青素代謝工程研究方面取得重要進展。相關成果發表于《食品前沿》（FoodFrontiers）。

植物天然色素——花青素具有顯著的生物活性如延長小鼠壽命。花青素市場繁榮的背后是高值花青素生物制備的窘迫現狀，傳統方法中，花青素主要來源于植物提取，局限于植物生長季節限制、周期長、含量低、提取工藝繁瑣等；同時，花青素化學全合成成本高、難度大。

黑果枸杞是國家二級重點保護野生植物，其果實花青素含量極高。如何利用黑果枸杞高效合成積累花青素的調控機制，采用代謝工程等手段高效合成高值花青素滿足市場需求，是緩解野生黑果枸杞資源被過度開發利用的窘境、保護我國西北地區脆弱生態環境的有效策略。

艾培炎、韋國等科研人員通過多組學聯合分析，挖掘出調控花青素合成積累的核心轉錄因子LrAN2。在前期建立的黑果枸杞高效遺傳轉化體系的基礎上、通過完善愈傷組織誘導、優化懸浮細胞培養體系等一系列措施，取得了懸浮愈傷組織高效合成果實花青素主成分petanin的突破性進展，實現了96.23毫克/克干重的花青素高產。

記者獲悉，常見水果果實的花青素含量是0.08–25.77毫克/克干重。該技術體系突破了黑果枸杞生長周期和種植地域的時空限制，實現了細胞工廠條件下的高效合成，為黑果枸杞野生種質資源保護和花青素產業的提質增效提供了技術保障。

該研究團隊緊緊圍繞黑果枸杞功能基因挖掘和花青素產業化開發利用的研發目標，挖掘了調控黑果枸杞花青素合成的多個關鍵功能基因，并建立了利用懸浮愈傷組織高效生產黑果枸杞果實花青素的技術體系，為花青素在食品、保健品等領域的開發利用夯實了技術基礎。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/fft2.440

黑果枸杞花青素植物細胞工廠（注：圖A為過表達LrAN2的轉基因愈傷組織；圖B為過表達LrAN2的愈傷組織懸浮細胞系；圖C為懸浮細胞培養條件優化后花青素含量變化；圖D為黑果枸杞花青素代謝工程合成花青素示意圖）。研究團隊供圖