7月15日下午，海南大學三亞南繁研究院實驗室里，熱帶作物代謝生物學團隊負責人羅杰正指導學生開展兒茶素提取實驗。不久前，該團隊成功培育出胚乳富集兒茶素的水稻新材料——“茶稻”，相關成果發表于國際期刊《植物生物技術雜志》，為功能型谷物開發提供了新思路。
“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水平低或功能缺陷問題，導致多數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，基于兒茶素的強大生物活性，研究團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，轉入細菌擴增成遺傳轉化載體，再導入水稻，培育出能產生兒茶素的水稻品種或材料，經篩選獲得富含兒茶素的家系。
“我們研究團隊通過創新性整合茶樹及其他外源植物的關鍵功能基因，結合胚乳特異性表達技術，成功在水稻胚乳中構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。實驗數據顯示，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。“從效果看，‘茶稻’外觀與普通水稻相似，只是米粒顏色微微發綠，種子略小?！绷_杰說，“茶稻”已進行了小規模種植。
科研人員在觀察“茶稻”生長情況。
當天下午，記者在崖州區壩頭基地的一處大棚里看到，“茶稻”長勢良好。海南大學三亞南繁研究院科研主管王毓富和作物學專業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籽粒充實；后期減少水分以加速成熟。肥料管理需在關鍵節點適量增肥，確保水稻生長全程水量充足、水分控制得當……”談及水稻管理要點時，王毓富介紹道。
對于是否向農戶推廣“茶稻”，羅杰表示，目前相關成果已進入下一階段，需依照一系列法律法規程序申請中間實驗專項材料，經一系列安全評價確保無風險后，才能獲得安全證書，進而開展規?；N植與貿易推廣，最終讓百姓受益。
該研究突破了水稻胚乳中類黃酮物質積累的技術瓶頸，不僅為開發兒茶素強化型功能谷物提供了實踐范例，也為類胡蘿卜素、植物甾醇等其他高附加值天然產物在農作物中的定向合成提供了通用技術思路。除了兒茶素研究，該團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成分融入大米，讓人們通過食用大米獲取均衡營養。
海南大學三亞南繁研究院在功能型谷物研發上的這一突破，為農業科研和糧食產業發展帶來新希望。隨著研究深入和技術完善，未來有望為人們的健康飲食提供更多優質選擇。
（記者 張慧臏 文/圖）
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