科学家创制辅酶Q10水稻新种质

       中国科学院院士、分子植物科学卓越创新中心研究员陈晓亚团队，联合遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队等，在《Cell》上在线发表了题为《Design of CoQ10 crops based on evolutionary history》的研究论文。该研究通过剖析辅酶Q在陆生植物中的演化轨迹与关键酶自然变异，解析了植物辅酶Q侧链长度控制的分子机制，并利用引导编辑技术改变水稻基因组Coq1酶的5个氨基酸，创制了合成辅酶Q10的水稻新种质，同时使小麦编辑取得了重要进展。该团队采集了包括苔藓、石松、蕨类、裸子植物和被子植物在内的67个科134种植物样品。研究检测各物种辅酶Q类型和系统分布特征发现，辅酶Q10是被子植物的祖先性状，多数植物仍合成辅酶Q10，而禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9。该研究通过对1000多种陆生植物辅酶Q侧链合成酶Coq1氨基酸序列的进化分析和机器学习，确定了决定链长的5个氨基酸位点。研究通过精准编辑，创制了主要合成辅酶Q10的水稻。它的叶片和籽粒中辅酶Q10占总辅酶Q的75%，籽粒中辅酶Q10达5 μg/g，且对水稻产量没有影响。Q10水稻的研制成功，有望丰富辅酶Q10的食物来源，并为大数据和AI辅助育种提供范例。