虾青素合成关键基因在烟草中瞬时表达及效应

王晓丹，刘宝玲，高宇，陈莹，李润植

（山西农业大学 农学院，山西 太谷030801）

现代农业的发展正加速传统“温饱型”农业向“健康型”功能农业的转变。利用传统的育种方法或基因工程的方式促进作物食用器官富集人类必需的营养素或高附加值天然活性物质，培育有效成分占比高且特异性好的功能型、营养型食材的生物强化研究逐渐成为广受关注的研究热点。通过生物强化培育功能型作物种质可从农产品供给侧给人类提供丰富营养以及保障人类健康［1］，这是我国大健康战略实施的一个重要领域。

虾青素，3，3’-二羟基-β，β-胡萝卜素-4，4’-二酮基，属于叶黄素家族，是类胡萝卜素的含氧衍生物［2］。由于分子式两端的紫罗酮环上都存在羟基（OH）和酮基（C=O），使虾青素具有卓越而独特的抗氧化活性，对人体健康极为有益，在医药产业、化妆品、保健品以及水产养殖业中广泛应用［3］。自然界中天然存在的虾青素主要以全反式结构存在，其生物活性和可利用度大于顺式结构。雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是一类单细胞绿藻，可在细胞内高水平从头生物合成虾青素并进一步酯化形成虾青素单酯或双酯，储存于油体［4］。其他一些微藻、细菌和酵母也能合成一定量的虾青素，而大多数高等植物和动物不能合成虾青素。人体只能从一些海鲜（例如，鲑鱼、鳟鱼、贝类和虾等）中摄取虾青素。这些海鲜中的虾青素又是通过食物链从藻类中摄取并积累的。现今，规模化培养雨生红球藻生产虾青素的成本依然极高，其他产虾青素生物资源不足，限制着虾青素规模化生产及利用。……