近日，江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蠶桑遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚安江教授團(tuán)隊(duì)，首次實(shí)現(xiàn)了在家蠶體內(nèi)合成植物化合物甜菜紅素。該技術(shù)讓蠶寶寶能吐出玫瑰色的蠶絲，織出色彩艷麗的繭，把蠶繭用水泡一泡，就能得到甜菜紅素這種水溶性的植物色素。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。

天然植物色素具有重要的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值，其復(fù)雜的生物合成途徑一直是廣受關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。甜菜素因最早被發(fā)現(xiàn)于甜菜根中而得名，包括甜菜紅素和甜菜黃素兩種形式。甜菜紅素是優(yōu)質(zhì)健康的食品添加劑，可用于食品染色。除了食用功能，甜菜紅素還具有抗氧化、降血脂、抗炎癥和抗糖尿病等多種醫(yī)學(xué)和藥用價(jià)值。另外，由于甜菜紅素呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的亮紅色，因此可作為良好的遺傳分子標(biāo)記物，并已經(jīng)在擬南芥、煙草和水稻等模式植物中得到了應(yīng)用。

過(guò)去，甜菜紅素都是從植物中提取。在植物體內(nèi)，甜菜紅素以酪氨酸為底物，經(jīng)過(guò)三個(gè)酶促反應(yīng)和若干自發(fā)反應(yīng)合成，但此前利用動(dòng)物合成甜菜紅素尚無(wú)先例。而研究團(tuán)隊(duì)要做的就是把這種合成路徑搬到家蠶體內(nèi)。

研究人員通過(guò)遺傳轉(zhuǎn)化，向家蠶體內(nèi)導(dǎo)入植物體內(nèi)三個(gè)酶促反應(yīng)所需的三種基因。這樣家蠶就成為天然的生物反應(yīng)器，不需要外界干預(yù)就能在體內(nèi)自主合成甜菜紅素。此時(shí)蠶寶寶的體內(nèi)就像一個(gè)沒(méi)有工人的“超級(jí)工廠”，甜菜紅素主要在家蠶幼蟲(chóng)的絲腺中合成和積累，并隨著吐絲過(guò)程分泌到蠶繭中。

此前，天然蠶絲的顏色除了常見(jiàn)的白色之外，還有綠色、黃色、粉紅色等，但作用僅限于為絲綢增色。而這項(xiàng)研究為今后利用家蠶生物反應(yīng)器開(kāi)展天然化合物的規(guī)模化制備開(kāi)辟了新的途徑。

相比于從植物中提取甜菜紅素，利用家蠶合成甜菜紅素的優(yōu)勢(shì)非常明顯。一是提取率比較穩(wěn)定，大約為1.4%，有較好的商業(yè)化潛力;二是只需室溫水浸泡就能回收，步驟簡(jiǎn)單，且無(wú)雜質(zhì)殘留。

（摘自《科技日?qǐng)?bào)》9.5）