我院缑金营研究员揭示了提高小麦制品抗氧化活性的方法

3月3日，国际著名学术期刊《Food Chemistry》（食品化学）在线发表了题为《Boosting the antioxidant potential of pasta by a premature stop mutation in wheat keto-acythiolase-2》（小麦KAT-2B上一个单核苷酸突变提高意面抗氧化活性）的研究论文，报道了复旦大学生命科学学院缑金营研究员课题组在提高小麦生物学活性方面的重要研究成果。

酚类化合物阿魏酸是目前发现的抗氧化活性最高的天然产物，是当归、川芎等传统中药的主要有效成分，也是茅台酒中的关键活性成分之一。近二十年的大量医学研究发现：阿魏酸可以直接抑制部分癌相关基因的表达，因而降低肠癌、乳腺癌等慢性癌症的发病率；阿魏酸的苯环可以吸收紫外线，预防肌肤衰老，是*寇小黑瓶等高档化妆品的主要有效成分；阿魏酸分子侧链上的酚羟基具有抗氧化活性，可以抑制慢性炎症的发生，因此被誉为预防神经衰退（老年痴呆） 的植物源天然良药。

鉴于阿魏酸的生物学功效，世界卫生组织建议普通人群日服用300毫克阿魏酸以维持健康，但是目前绝大多数人群的饮食达不到这一标准。为了增加摄入量，阿魏酸片剂目前在发达国家作为保健品广为流行。但是片剂形式的阿魏酸在人体中的半衰期很短，难以达到持续保护人体的效果。目前片剂的阿魏酸主要来源于禾本科作物，那么我们是否可以改良作物以提高阿魏酸含量呢？

缑金营研究员课题组的研究发现：利用传统育种手段，在小麦十亿个碱基对的基因组中，仅引入一个核酸碱基（DNA）突变，造成一个植物激素茉莉素合成基因的提前终止，就可以上调酚类合成途径基因的表达，导致籽粒中大量积累阿魏酸。进一步的测定发现，该品种小麦加工而成的意大利面条煮熟以后，抗氧化活性提高60%以上，是一种令人期待的功能强化食品。

通过该工作，研究人员创制了一种全新的种质资源，开发了一个绿色、经济和安全地增加阿魏酸的策略。小麦中的阿魏酸，不但抗氧化活性高于等量片剂，而且半衰期长达24小时，可以持久地保护人体。有关品种的成功推广，有望显著提高小麦的功能品质和经济价值，实现供给侧改革，增加农民收入，提升有关产业的经济效益，促进消费者健康和生活质量，降低社会医疗成本，服务于国家“面向人民健康”和“面向国民经济主战场”的战略需求。该工作是现代生命科学研究服务于未来农业和社会可持续发展的典型成功案例。

图二：利用单核苷酸突变体提高阿魏酸和抗氧化活性的工作原理

复旦大学生命科学学院缑金营研究员设计和指导了该工作，是研究论文的通讯作者。生科院博士研究生张国梁完成了主要工作，是论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、复旦大学和遗传工程国家重点实验室的大力支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814622005969