基因工程讓馬鈴薯毒素只存在於葉片中
馬鈴薯植株會自然產生一種名為甾體糖生物鹼(SGA)的化學物質,這種物質可以有效防禦昆蟲,但也使作物的某些部分不適合食用。如今,美國加州大學河濱分校(UCR)的研究人員發現了SGA生物合成的關鍵途徑,並有望培育出只在葉片中產生SGA的馬鈴薯植株,確保可食部分的安全性。
即便在馬鈴薯收穫後,陽光仍會誘導塊莖產生SGA。研究人員透過解析SGA生成的關鍵遺傳機制,提出了一種能夠保留植物自然防禦能力的同時減少毒性的解決方案。這項創新不僅可提高馬鈴薯的儲存和運輸便利性,還能避免因陽光照射引發的毒性問題。
這項發表在《科學》(Science)雜誌上的研究集中在一種名為「GAME15」的蛋白質,它在植物產生SGA的過程中發揮核心作用。 GAME15既是一種關鍵酶,又作為支架協調其他酶的工作,形成高效的“轉化工廠”,從而在避免有毒化合物洩漏的情況下產生SGA。
透過基因工程調控SGA的生成時機和部位,例如僅在葉片中生成,研究人員設想能夠培育出無毒塊莖的馬鈴薯品種。這種創新不僅適用於地球農業,還可推廣至特殊環境,例如太空任務或垂直農業系統中,充分利用植物的各個部位作為食物來源。