近日，中国农业科学院烟草研究所烟草功能成分与生物合成创新团队在基于烟草底盘的虾青素生物合成与应用研究领域取得实质性进展。相关研究成果发表在《植物生理学和生物化学(Plant Physiology and Biochemistry)》和《工业作物和产品(Industrial Crops and Products)》上。

虾青素是重要的萜烯类抗氧化活性成分，在医药保健和水产养殖等领域得到广泛应用。然而，现有天然虾青素生产体系存在周期长、成本高等突出问题，迫切需要开发可降低生产成本的新技术。烟草是优良的生物合成底盘材料，但在用于虾青素生物合成时会出现植株生长速度慢、有效成分加工得率低等问题，对其产业应用造成了极大限制。

该团队在开发虾青素烟草生物反应器过程中，研究了虾青素合成影响烟草生长发育的作用机制，证明其与烟草的叶绿体结构改变和叶绿素减少相关，并建立了通过种间杂交缓解生长延迟且不降低虾青素含量的方法，将其生物产量和虾青素产量提高了3倍；同时，团队还研究了通过增强氮、碳供应提高烟草生物产量和虾青素产量的培养方法，并开发了产虾青素烟草的收获干燥新技术，可使烟草的虾青素综合产量提高2倍左右。相关研究破解了限制虾青素烟草生物反应器产业应用的关键技术难题。

据悉，该团队还创制了烟碱含量与马铃薯相当的超低烟碱烟草，并结合上述技术开发了虾青素的超低烟碱烟草生物反应器，其虾青素生产成本仅为现有天然虾青素生产体系的1/30，有极大的产业开发前景。

该研究得到中国农业科学院科技创新工程、中国烟草总公司等有关项目的支持。

原文链接：

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942825001354

2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669025000263