抗蟲不誤好營養！上海科學家解析棉酚生物合成途徑，破譯更多棉花基因「密碼」

圖說：棉酚等在棉花腺體中大量積累　中科院植物生理生態研究所供圖

新民晚報訊（記者 董純蕾）既要棉花不怕蟲，又要種子營養好，可以兩全其美嗎？上海科學家的最新研究成果，給出了肯定回答！中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所陳曉亞研究組，成功解析了其中關鍵角色——棉酚的生物合成途徑。

破譯了這些關於棉花的「天然密碼」，意味著未來可以採用基因工程的技術手段，打造棉花界的「創收達人」——在不影響棉花生長抗蟲害的前提下，令棉籽中棉酚含量特別低的特種棉。如此一來，可從棉籽中提取的油脂和植物蛋白等資源日益豐富，無疑能為我國棉花產業增效增收。

棉花是地球上最重要的經濟作物之一。據統計，目前全世界有超過80個國家種植棉花。中國則是最大的原棉生產國和消費國，直接從事棉紡及相關行業的人員便有2000多萬，間接就業人員多達1億。

眾所周知，棉花中的棉纖維，也就是俗稱的「皮棉」，是紡織工業主要的天然原料。然而，你可能不知道的是，採收下來的籽棉中，棉纖維的重量僅佔40%左右，剩餘60%都是軋花後留下的棉籽（即棉花的種子）。這是棉花生產重要的副產品，富含蛋白質和油脂等營養成分，經過工業精鍊提取的棉籽油是重要的食用植物油之一，棉籽蛋白、棉粕、棉籽殼則是飼料、食用菌培養基的重要原料。據統計，我國年產棉籽約600萬噸，含約150萬噸棉籽蛋白，100萬噸棉籽油。然而，這一寶貴資源至今未得到充分利用。這又是何故？原來，問題出在棉花體內的一種次生代謝產物——棉酚身上。棉酚，在棉作物地上部分的腺體和根的表皮層中大量積累，肩負著保護植物抵禦病菌侵染和蟲、鼠取食的重要使命。然而，成也蕭何，敗也蕭何。棉酚對人體和許多動物具有毒性，棉籽中棉酚含量很高，需要經過複雜工藝才能脫毒，由此妨礙它們作為重要油料和飼料原料的廣泛應用。

陳曉亞院士領銜的研究組，分離鑒定了棉酚生物合成途徑中4個新的酶基因，確定了它們的功能，從而將棉酚的生物合成途徑朝前推進了四個反應步驟。科學家還從基因組水平上解釋了棉酚生物合成途徑演化的基礎，發現了中間產物的生理活性及其調控機制。「既闡明了棉酚的抗蟲機理，又使其在棉籽中含量降低的改造成為可能。」陳曉亞解釋說。北京時間今天，國際著名學術期刊《美國科學院院報》（PNAS）在線發表了這一研究成果。

據介紹，陳曉亞研究組多年來致力於棉纖維發育調控的分子機制、棉酚生物合成途徑等聚焦棉花產業的基礎研究，已取得了一系列具有國際影響力的科研成果。棉花優質高產，棉副產品也增產增值，如此雙管齊下的美好前景，令人期盼！

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