近日，中国农业科学院生物技术研究所作物代谢调控与营养强化创新团队及合作团队联合开发水稻叶酸生物强化新策略，将阻断叶酸氧化的基因编辑技术和促进叶酸合成的代谢工程技术叠加，成功创制生物活性叶酸显著提高的水稻新种质，为作物叶酸营养强化提供新思路。研究结果发表在《Molecular Plant》上。
叶酸是生命体生长发育必需的维生素。由于不能自身合成，人们主要通过饮食摄入叶酸，而禾谷类粮食作物叶酸含量普遍偏低，导致叶酸缺乏现象普遍存在。利用代谢工程促进叶酸合成或增加叶酸稳定性是目前叶酸生物强化的主要技术手段，但有效利用基因编辑技术精准调控作物叶酸代谢通路依然是一个挑战。
团队前期发现，禾谷类籽粒如水稻、玉米、谷子中积累大量不具生物活性的氧化叶酸，并研究鉴定玉米谷氨酸亚胺甲基转移酶1（ZmGFT1）为叶酸调控关键候选基因。本研究对水稻OsGFT的生物学功能进行分析，结合基因编辑技术，发现敲除OsGFT可阻断氧化叶酸形成，促进活性叶酸含量提高3倍。过表达叶酸合成基因也能显著增加氧化叶酸含量，进一步在过表达水稻材料中叠加OsGFT敲除，总活性叶酸提高至13倍。这些研究结果为作物叶酸强化精准调控提供新策略。
生物所梁秋菊副研究员和张春义研究员为论文通讯作者，生物所梁秋菊副研究员和作科所刁现民研究员课题组的博士后张伟（现入职中山大学农业与生物技术学院）及联合培养博士庞建周（河北农林科学院）为论文共同第一作者，该研究得到国家重点研发计划和中国农业科学院南繁专项资助。
利用基因编辑敲除OsGFT及与基因过表达叠加优化水稻叶酸积累