我院缑金营课题组在抗氧化小麦研究方面取得重要进展
发布时间:2019-08-30  阅读次数:209

健康和长寿是人类的共同理想,但是人体健康往往受到慢性疾病的威胁。传统中医和现代医学研究都证明健康饮食可以促进人体健康,其中饮食中的抗氧化成分——酚类化合物发挥重要的作用。常见的有助于健康的酚类化合物有:花青素、黄酮和阿魏酸等。近二十年大量医学研究表明,阿魏酸可以减少人体内超氧化物自由基,预防心血管疾病,降低乳腺和肛肠等癌症的风险,减缓神经衰退症状,改善老年人的健康状况。因此,世界卫生组织建议健康人群每日都应服用一定量的酚类化合物。但是,目前即使在发达国家,绝大多数人群也难以保证每日达到推荐的标准。因此,利用遗传技术手段开发富含抗氧化成分的作物具有重要的研究意义。

小麦在全世界范围内是人类的主粮之一,为人类提供了大量的能量和蛋白质。同时,小麦也含有一定量的酚类化合物(阿魏酸),但是富集于种皮,在精细加工过程中大量流失。虽然富含花青素的蓝色和黑色小麦得到了一定的开发,而且初步证实了其促进健康的效果,但是因为活性成分也主要分布于种皮而不能精细加工,从而限制了其应用范围。

为了提高常规小麦中的抗氧化成分,生科院缑金营课题组建立了一个高效的筛选体系,并获得了一系列富含酚类化合物(阿魏酸)的遗传材料。研究者首先利用传统育种的手段,在小麦基因组中引入大量随机突变,产生各种变化以获得高覆盖率的突变库;然后,利用快速、无损筛选的手段在田间进行高通量筛选,获得富含酚类化合物的突变体;再后,利用UPLC等精密仪器准确分析籽粒酚类化合物的组成并测定清除ABTS的抗氧化能力;在显微镜下分离胚乳中积累更多的酚类化合物的突变体,发现部分遗传材料经过脱皮以后还含有更多的抗氧化成分;最后,针对代表性突变体开展了遗传学分析,探索了其遗传规律,初步确定了目的基因(1A染色体短臂180kb内),为开展深入研究奠定了基础。该研究结果于820日以“Isolation of wheat mutants with higher grain phenolics to enhance antioxidantpotential”发表于ELSEVIER出版社的“Food Chemistry”《食品化学》杂志。

该工作建立了抗氧化作物的高效筛选体系,所得遗传材料具有健康、安全、耐储存和经济等优势,有望应用于小麦遗传育种,开发具有更高营养价值的品种和有关深加工产品,预防慢性疾病,促进人类健康,提高生活质量,降低社会医疗成本,促进社会和谐稳定。

图注:酚类化合物在小麦胚乳中的分布。左:突变体;右:野生型。

 

复旦大学作为该研究的第一完成单位,硕士研究生王初阳和陈忠忠为共同第一作者,通讯作者为缑金营研究员,共同作者包括墨西哥蒙特雷大学的合作伙伴。该研究得到了科技部重点研发计划(2016YFD0100500)和国家自然科学基金(31470386)项目的资助。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125363

Copyright © 2014 School of Life Sciences Fudan University All Rights Reserved
联系地址:上海市淞沪路2005号