中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)院(yuàn)分(fēn)子(zi)植(zhí)物(wù)科(kē)学(xué)卓(zhuō)越(yuè)创(chuàng)新(xīn)中(zhōng)心(xīn)辰(chén)山(shān)科(kē)学(xué)研(yán)究(jiū)中(zhōng)心(xīn)陈(chén)晓(xiǎo)亚(yà)院(yuàn)士(shì)（右(yòu)二(èr)）和(hé)团(tuán)队(duì)成(chéng)员(yuán)在(zài)田(tián)间(jiān)观(guān)察(chá)水(shuǐ)稻新种质
随着年龄增长，人体自身合成健康所需，尤其是合成心脏健康所需的脂溶性抗氧化剂辅酶Q10的能力逐渐下降，需要额外补充。但水稻等谷物中天然含有的主要是辅酶Q9。近日，中(zhōng)国(guó)科(kē)学(xué)家(jiā)在(zài)农(nóng)作(zuò)物(wù)营(yíng)养(yǎng)强(qiáng)化(huà)领(lǐng)域取(qǔ)得(de)新(xīn)突(tū)破(pò)：培(péi)育(yù)出(chū)一(yī)种(zhǒng)可(kě)以(yǐ)合(hé)成(chéng)辅(fǔ)酶(méi)Q10的(de)水(shuǐ)稻(dào)新(xīn)种(zhǒng)质(zhì)，吃(chī)这(zhè)种(zhǒng)米(mǐ)饭(fàn)能(néng)补(bǔ)充(chōng)对(duì)心(xīn)脏(zàng)健(jiàn)康(kāng)有(yǒu)益(yì)的营养物质。
2月14日，相关论文发表在国际权威期刊《细胞》（Cell）上，论文标题为《基于植物进化的辅酶Q10 性状设计》（Design of CoQ10 crops based on evolutionary history）。
该研究由中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队等合作完成。
得益于上海辰山植物园丰富的植物资源，研究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共67个(gè)科(kē)134种(zhǒng)植物样品。
结合对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，科研团队最终确定了决定链长的5个氨基酸位点。通过精准编辑，研究人员创制了能够主要合成(chéng)辅(fǔ)酶(méi)Q10的(de)水(shuǐ)稻(dào)。其(qí)叶(yè)片(piàn)和(hé)籽(zǐ)粒(lì)中(zhōng)辅(fǔ)酶(méi)Q10占(zhàn)总(zǒng)辅(fǔ)酶(méi)Q的(de)75%，籽(zǐ)粒(lì)中(zhōng)辅(fǔ)酶(méi)Q10达(dá)5μg/g，且(qiě)对(duì)水(shuǐ)稻(dào)产(chǎn)量(liàng)没(méi)有(yǒu)影(yǐng)响(xiǎng)。
植(zhí)物(wù)辅(fǔ)酶(méi)Q种(zhǒng)类(lèi)的(de)进(jìn)化(huà)和(hé)关联氨基酸
论文共同第一作者、上海辰山植物园副研究员许晶晶表示，过往研究表明，辅酶Q10在加热(rè)过(guò)程(chéng)中(zhōng)较为稳定，蒸煮不会对其产生影响，油炸会造成少量损失。人们如果日常食用这种新创制的水稻做成的米饭，每天大约可以补充1到2毫克的辅酶Q10。而我们每天从肉类中摄取的辅酶Q10大约为2到3毫克。因此，新创制水稻的辅酶Q10含量已经接近肉类的水平，能够为日常饮食提供有效的营养补充。
上海辰山植物园赵清研究员向澎湃科技表示，他认为该研究师法植物千万年进化规律，找到了改造植物的密码，成功创制了新种，不仅适合辅酶Q的个例，更提供了一种通用的方法论。“合成生物学，就是向大自然学习。”
该研究成果为大数据和人工智能（AI）辅助育种精准改造农作物性状，创造高营养品质农产品，提供了范例。目前，类似研究在小麦中也取得了重要进展。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士团队