科学家培育出富含维生素A的超级黄金生菜

一个研究小组开发出了一种创新方法，用于对叶子和其他绿色植物组织进行生物强化，从而增加其中的健康物质含量，如β-胡萝卜素(人类饮食中维生素 A 的主要前体)。

这项研究表明，利用生物技术和高光照处理，可以创造新的储存场所，使叶子中 β-胡萝卜素的含量增加 30 倍，而不会影响光合作用等重要过程。研究结果发表在《植物杂志》上。

β-胡萝卜素是主要的类胡萝卜素之一，是植物和其他光合生物中天然存在的有益健康的色素，具有抗氧化、免疫刺激和增强认知的作用。

具体来说，β-胡萝卜素是类维生素 A 的主要前体，类维生素 A 是具有必需身体功能(视觉、细胞增殖和分化、免疫系统)的化合物。

IC 研究人员解释说：“叶子需要叶绿体光合作用复合物中的类胡萝卜素(例如β-胡萝卜素)才能正常运作。”

“当叶绿体中产生的β-胡萝卜素过多或过少时，它们就会停止运作，最终导致叶子亡。我们的工作通过结合生物技术与高光强度处理，成功地在细胞区室中生产和积累了β-胡萝卜素，而β-胡萝卜素通常不会在细胞区室中出现，”他说。

在不同细胞区室中生产 β-胡萝卜素的策略。来源：The Plant Journal (2024)。DOI：10.1111/tpj.169

更高的积累和生物可及性

研究结果表明，通过在光合作用复合体之外创造新的储存场所，可以增加叶片中 β-胡萝卜素的含量。一方面，它们成功地将高含量的 β-胡萝卜素储存在叶绿体中，而叶绿体内部自然存在脂肪储存囊泡。这些囊泡不参与光合作用，通常不积累类胡萝卜素。

“利用分子技术和强光处理来刺激塑性小球的形成和发育，不仅可以增加β-胡萝卜素的积累，还可以提高其生物可及性，即更容易从食物基质中提取并被我们的消化系统吸收，”该研究的第一作者卢卡·莫雷利说。

蔬菜的生物强化

该研究还表明，通过生物技术手段，可以将叶绿体中的β-胡萝卜素合成与叶绿体外部的β-胡萝卜素生产结合起来。在这种情况下，共同作者 Pablo Pérez Colao 表示，“β-胡萝卜素在类似于叶绿体的小囊中积累，但位于细胞溶胶中，细胞溶胶是包围细胞器和细胞核的水性物质。”

两种策略的结合使可利用的β-胡萝卜素水平比未经处理的叶子高出 30 倍。大量的β-胡萝卜素积累也使生菜叶子呈现出独特的金电影 。

研究人员称，发现β-胡萝卜素可以在叶子中通常存在的地方以外以非常高的水平产生和储存，并且以更易于生物利用的形式存在，“这代表着通过对莴苣、甜菜或菠菜等蔬菜进行生物强化来改善营养，同时又不放弃其特有的气味和风味，这是一个非常重要的进步。”