因为米香浓郁,稻花香米深受消费者欢迎。现在,科学家通过基因编辑技术让高粱也拥有了“稻花香”。
香味是食品的一种重要品质性状,相较于普通大米,香米因其诱人的气味而更受消费者喜爱,进而产生更高的经济价值。世界著名的泰国茉莉香米和中国东北五常稻花香米就是其中的佼佼者。
2-乙酰-1-吡咯啉(简称2-AP)是香米产生香味的重要挥发物,水稻甜菜碱醛脱氢酶的不同突变类型均可以导致这种挥发物积累,产生香味。科学家发现了这一机制,目前利用基因编辑技术已获得香稻品种和香型玉米材料。
高粱是全球第五大作物,可用做主食、饲料作物、酿造业及生物能源产业原料。创制香型高粱材料,培育稻花香型高粱品种,将引领高粱膳食纤维食品、酿酒、酿醋、食草动物饲料等产业的高品质发展。
中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究组利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在高粱中首次敲除了高粱SbBADH2基因,创制了新型香高粱。相关研究近日发表于《植物学报》(英文版)。
相比于野生型,突变体的种子和叶片均散发出独特的香味。经过检测,突变体籽粒和叶片中2-AP含量积累显著。在突变体干种子中,2-AP含量可达每千克0.177毫克;在突变体植株嫩叶中,2-AP含量高达每千克0.801毫克。
全株高粱是青贮饲料的第二大来源,因此,研究开展了草食动物的喂食实验。研究将野生型和SbBADH2突变植株叶子烘干磨成粉,分别均匀混入饲料中进行标准的兔子饲喂实验。结果表明,相比于野生型对照,添加SbBADH2香高粱植株干粉的饲料,对兔子更具有吸引力,显著提高了兔子的采食量。该研究证实了香型高粱的秸秆提高了食草动物的采食量,将对畜牧业的健康发展起到促进作用。
专业人士评价说,过去虽然在一种野生高粱中发现了芳香种质,但难以大规模工业化生产。用基因编辑技术培育了香高粱,这为在大豆、大麦等其他作物中改良该基因片段提供了示范。