类异戊二烯(Isoprenoids,ISOs)化合物,又称萜类(Terpenoids)化合物,作为有机化合物或多或少存在于地球上的各类动植物体内,以庞大而多样化的天然脂质形式,成为目前世界上最大的动植物萃取天然产品,广泛应用于化妆品、调味、着色、食品添加剂、抗菌、抗肿瘤和其它药物应用行业。其中,从植物中萃取的芳香脂质最受欢迎,2013年的世界市场规模已达10亿美元。然而,ISOs化合物一般情况下,生长越缓慢产量越低采集越困难的动植物体内含量越丰富,从而严重制约着相关产业的可持续发展。
欧盟第七研发框架计划(FP7)提供全额资助,由欧盟大多数成员国农科院组成的欧洲metaPRO研发团队,试图从可规模化种植农作物的次生代谢基因生产中,开发出新的基因工程技术、方法和工具,保证规模化生产萃取有益有用的ISOs化合物,促进农业和相关产业可持续发展。截止目前,研发团队的研究已取得多项科技成果:1)利用转基因技术成功研发出富含虾清素(Astaxanthin)和藏红花素(Crocin)的西红柿和土豆品种;2)深入理解ISOs化合物的基本反应机理和形成路径;3)研究发现,植物次生代谢同整体新陈代谢不可分离,尤其同初期和中期代谢紧密相关;4)发现生物合成与封存(Sequestration)的相互关联性,改变代谢物构成可直接改变用于沉淀的细胞结构;5)ISOs合成过程中的酶化和非酶化降解(Degradation)同时发生,通过下游封装(Encapsulation)技术,有利于解决新品种的稳定性。
研发团队在上述新发现及新技术基础上,已成功开发出系列富含ISOs的农作物新品种,大多已处于安全性实验验证阶段。与此同时,研发团队已在国际著名学术刊物上发表30余篇高质量科研论文。
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