东方网记者柏可林2月16日报道：辅酶Q10与人体健康，尤其是心脏健康息息相关。但日常饮食中辅酶Q10来源较少，如何创制辅酶Q10作物成为不少科学家关注的课题。日前，上海辰山植物园的科研成果有了新的飞跃，对食物性辅酶Q10人体日常外源性补充做出重大贡献。

在上海市绿化和市容管理局的大力支持与悉心指导下，中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合攻关，在国际权威期刊《细胞》（Cell）上在线发表了题为“Design?of?CoQ10?crops?based?on?evolutionary?history（基于植物进化的辅酶Q10性状设计）”的科研论文。上海辰山植物园副研究员许晶晶作为第一作者，与团队解析了植物辅酶Q侧链长度控制的分子机制，通过系统分析辅酶Q在陆生植物中的演化轨迹及关键酶自然变异，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，小麦编辑也取得重要进展。

辅酶Q10?是线粒体呼吸链的电子传递体，也是脂溶性抗氧化剂。不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同，人体自身合成辅酶Q10，侧链由10个异戊二烯单元（C50）组成，而水稻等谷物以及一些蔬菜和水果，主要合成辅酶Q9，侧链含有9个异戊二烯单元（C45）。因此，创制辅酶Q10作物，提高植物食品中辅酶Q10的含量，是一种性价比高且环境友好的营养强化新方法。

原本，为什么不同物种合成的辅酶Q侧链长度不同，其分子机制一直不明。得益于上海辰山植物园丰富的植物资源，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共67个科134种植物样品。检测各物种辅酶Q类型及系统分布特征，发现辅酶Q10是被子植物的祖先性状，多数植物仍然合成辅酶Q10，而禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9。

要精准改造农作物性状，创造高营养品质，首先要精确锚定性状形成的关键因子。上海辰山植物园科研团队结合对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，科研团队最终确定了决定链长的5个氨基酸位点。通过精准编辑，创制了主要合成辅酶Q10的水稻，其叶片和籽粒中辅酶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。基因编辑已成为一种高效安全的先进作物改良技术，编辑的植物不含外源基因、遗传稳定，近年来在发达国家发展迅速。Q10水稻的研制成功，将大大丰富辅酶Q10的食物来源，也为大数据和AI辅助育种提供了一个范例。

上海辰山植物园自2010年开园以来，以“精研植物，爱传大众”为使命，立足华东，面向东亚和南北美洲，围绕唇形科、兰科、芍药科、蕨类、壳斗科、旋花科、莲科等重点研究类群，开展资源植物保育与可持续利用研究。十余载砥砺前行，不断凝练科研方向，逐步构建起植物多样性保护、代谢与资源植物开发利用、园艺与生物技术三大特色研究板块，成功打造三个省部级以上科研基地，初步形成“一室两中心三平台”的科研体系，科研成果也实现了从量变到质变的“三级跳”。中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心通过院地合作实现重大成果突破，为植物资源的科学保护与有效利用提供了坚实的科研保障。未来还将继续专注于“次生代谢与资源植物开发利用”、“园艺与生物技术”和“植物多样性保育”三大核心研究领域。利用多组学方法和先进技术，深入研究药用植物和药食同源植物中的活性小分子，并筛选、优化、创制对人类健康有益的植物资源，为上海持续高效推进植物科学发展、服务生态环境建设贡献更多力量。