JIPB | 安徽农业大学朱建华团队成功培育出具备高油酸、无豆腥味且产量不降低等特性的“理想大豆”品种

大豆 (Glycine max L.) 作为全球范围内重要的粮油作物, 在消费端存在两大产业痛点。其一为营养结构不合理, 普通大豆油中对心血管健康有益的油酸含量仅处于18%–25%, 多不饱和脂肪酸占比过高; 其二是风味品质欠佳, 大豆制品通常带有“豆腥味”, 此“豆腥味”源于脂氧合酶催化多不饱和脂肪酸所生成的挥发性物质。传统化学氢化工艺虽可提高油酸含量, 但该过程会产生有害的反式脂肪酸; 传统诱变育种所获得的无豆腥味或高油酸大豆材料, 常伴有植株生长缺陷以及产量下降等问题。如何同时达成高油酸、无豆腥味且确保产量稳定, 是大豆产业多年来迫切需要解决的问题。

近日, JIPB在线发表了安徽农业大学朱建华团队题为“Genome editing generates high oleic soybean and eliminates beany flavors”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70282)。该研究聚焦于两大产业痛点的关键调控基因, 选取徐豆18作为研究材料, 精准定位调控油酸向亚油酸转化的关键基因GmFAD2-1A和GmFAD2-1B。运用CRISPR-Cas-SF01基因编辑工具敲除这两个基因, 阻断油酸向亚油酸的转化进程, 进而实现油酸的大量累积。与此同时, 对负责合成异味物质的脂氧合酶基因 (GmLOX1、GmLOX2和GmLOX3) 进行编辑, 阻断异味物质的合成途径。经编辑后, 大豆种子的油酸含量从约20%大幅提升至80%以上, 亚油酸含量显著降低。经预测, 榨出的大豆油脂肪酸组成可与橄榄油相媲美, 氧化稳定性良好, 更耐煎炸且有益于心脏健康。导致豆腥味的关键挥发性物质含量急剧下降, 甚至无法检测到, 预计其加工产品风味纯净、柔和。多地田间试验表明, 编辑五个基因的“理想型”大豆在关键农艺性状方面与徐豆18无显著差异, 打破了“优质不高产”的困境。此项研究使“理想大豆”成为现实, 标志着向定制化、功能化粮食生产迈出了坚实步伐, 未来餐桌的“豆”争或许会因这颗种子而改变 (图1)。

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