研究院利用基因编辑获得高γ-氨基丁酸番茄
2025-02-08
中国营养学会发布的报告表明,食源性 γ- 氨基丁酸(GABA)具有诸多重要的生理功效,能够促进神经元的发育,有效改善脑功能,显著提升记忆能力,同时还能缓解压力,对睡眠质量的改善以及血压的调节都有积极作用。世界卫生组织(WHO)的报告指出,高血压问题影响着全球约三分之一的成年人。由于人体内的 GABA 含量本身较为有限,因此从食物中摄取 GABA 就成为了补充这一重要物质的关键途径。
番茄富含多种维生素、矿物质、番茄红素、胡萝卜素以及生物碱等丰富的营养元素,是非常理想的 GABA 来源之一。不过,番茄中的 GABA 主要以游离氨基酸的形式存在,并且在果实成熟阶段,其含量会大幅降低。为了突破这一限制,科研人员采用了 CRISPR/Cas9 技术,成功实现了番茄中 GABA 含量的提升。
北京大学现代农业研究院充分利用基因编辑技术,致力于提高番茄品种潍美T102 的 GABA 含量。科研团队连续对经过基因编辑后的材料进行了两个世代的果实 GABA 含量检测,检测结果显示,编辑后的成熟果实中 GABA 含量有了显著的提升,最高可达 1.9mg/g 鲜重。目前,研究院编辑的材料已提交至国家相关部门进行安全审查,以确保其在后续应用中的安全性和可靠性。
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图1 潍美T102和基因编辑株系GABA含量
从应用前景来看,高 γ- 氨基丁酸(GABA)番茄具有显著的优势和广阔的市场潜力。首先,番茄一直以来都深受广大消费者的喜爱,其口感酸甜可口,用途广泛,无论是生食、烹饪还是加工成各种食品,都十分受欢迎。食用高 GABA 番茄,消费者不仅能够摄取到番茄本身富含的多种维生素、矿物质、番茄红素等日常所需的营养成分,还能额外增加 GABA 的摄入量,进而享受 GABA 带来的诸多益处,如有效缓解压力、提升记忆力、改善血压状况等,为健康生活增添一份保障。
其次,本项目的产品形式为盆栽番茄,这种独特的呈现方式赋予了产品新的价值。将盆栽番茄放置在人们的日常办公场所,它不仅是一种绿色植物装饰,其翠绿的叶片和鲜艳的红色果实能够有效缓解工作中的紧张氛围,为单调的办公环境增添一抹生机与活力,营造出更加舒适宜人的工作空间;而且,在工作间隙,人们还可以随时采摘食用,适时获取其中丰富的营养成分,为身体补充能量。
目前,在基因编辑番茄领域,已有日本筑波大学、中国农业大学和舜丰生物等相关机构进行了研究并取得成果。然而,在市场应用方面,仅有日本筑波大学研发的高 GABA 番茄在日本成功获得上市许可。相比之下,我们的高 GABA 盆栽番茄具有独特的产品优势和应用场景,有望在未来的市场中占据一席之地,为消费者带来全新的健康体验和生活方式。
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图2 潍美T102和基因编辑株系
参考日本现有的销售模式,基因编辑番茄在上市后,可在普通番茄产品的售卖价格基础上提价 50% - 100% 进行定价,这一策略有望带来可观的经济收益。
依据国家统计局数据显示,在 2020 年,山东省番茄的栽培面积达到 9.0 万余公顷,单位产量高达 75555.5 kg / 公顷。从 2016 - 2020 年期间,番茄无论是设施栽培还是露地栽培,其产值基本稳定在 360000 - 410000 元 / 公顷这个区间,平均单价处于 4.76 - 5.42 元 /kg。倘若按照基因编辑番茄在普通番茄价格基础上提价 50% - 100% 来计算,山东省番茄的总产值将大幅提升,有望达到 324 - 369 亿元的规模,经济增长潜力巨大。
在出口方面,2022 年中国番茄出口量达 24.91 万吨,出口金额总计 3.27 亿美元,出口均价为 1.31 美元 /kg。若以 50% 的价格增幅进行推算,出口金额将额外增加 1.6 亿美元,这无疑将为我国农产品出口创汇做出更为显著的贡献,进一步提升我国番茄产业在国际市场上的竞争力和经济效益。