近日，中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所煙草功能成分與生物合成創(chuàng)新團隊在基于煙草底盤的蝦青素生物合成與應用研究領(lǐng)域取得實質(zhì)性進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生理學和生物化學（Plant Physiology and Biochemistry）》和《工業(yè)作物和產(chǎn)品（Industrial Crops and Products）》上。

蝦青素是重要的萜烯類抗氧化活性成分，在醫(yī)藥保健和水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域得到廣泛應用。然而，現(xiàn)有天然蝦青素生產(chǎn)體系存在周期長、成本高等突出問題，迫切需要開發(fā)可降低生產(chǎn)成本的新技術(shù)。煙草是優(yōu)良的生物合成底盤材料，但在用于蝦青素生物合成時會出現(xiàn)植株生長速度慢、有效成分加工得率低等問題，對其產(chǎn)業(yè)應用造成了極大限制。

該團隊在開發(fā)蝦青素煙草生物反應器過程中，研究了蝦青素合成影響煙草生長發(fā)育的作用機制，證明其與煙草的葉綠體結(jié)構(gòu)改變和葉綠素減少相關(guān)，并建立了通過種間雜交緩解生長延遲且不降低蝦青素含量的方法，將其生物產(chǎn)量和蝦青素產(chǎn)量提高了3倍；同時，團隊還研究了通過增強氮、碳供應提高煙草生物產(chǎn)量和蝦青素產(chǎn)量的培養(yǎng)方法，并開發(fā)了產(chǎn)蝦青素煙草的收獲干燥新技術(shù)，可使煙草的蝦青素綜合產(chǎn)量提高2倍左右。相關(guān)研究破解了限制蝦青素煙草生物反應器產(chǎn)業(yè)應用的關(guān)鍵技術(shù)難題。

據(jù)悉，該團隊還創(chuàng)制了煙堿含量與馬鈴薯相當?shù)某蜔焿A煙草，并結(jié)合上述技術(shù)開發(fā)了蝦青素的超低煙堿煙草生物反應器，其蝦青素生產(chǎn)成本僅為現(xiàn)有天然蝦青素生產(chǎn)體系的1/30，有極大的產(chǎn)業(yè)開發(fā)前景。

該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程、中國煙草總公司等有關(guān)項目的支持。