油菜合成霍霍巴油已經(jīng)成為可能
《科學(xué)—進(jìn)展》在線近日發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜團(tuán)隊、生物信息團(tuán)隊聯(lián)合國外5家單位，合作完成的油料作物霍霍巴的高質(zhì)量參考基因組，并解析了霍霍巴種子中蠟酯合成途徑�？茖W(xué)家認(rèn)為，在我國南方地區(qū)借油菜等油料作物合成霍霍巴油將不再是一個夢想。
優(yōu)質(zhì)霍霍巴油價格為每千克58美元，沒有其他天然替代品，沒有高效人工合成方法，全球產(chǎn)量與預(yù)期需求量相差50倍，霍霍巴油因此被稱為“液體黃金”�！霸a(chǎn)于美洲沙漠地區(qū)的霍霍巴油非常特殊，它實際上是一種液態(tài)蠟酯�！睋�(jù)論文通訊作者、華中農(nóng)大教授郭亮介紹，這種液態(tài)蠟是由碳鏈長度為C20-C24的脂肪醇和脂肪酸的酯化物組成，在植物王國中是獨一無二的；在動物界，也只有抹香鯨魚油與其相似。
“霍霍巴是目前已知的唯一可以合成液體蠟酯的油料植物�！惫两榻B，純天然的霍霍巴油具有抗氧化性強、滲透性強的特點，其結(jié)構(gòu)與人體皮脂相似，極易被皮膚吸收，不油膩，并能促進(jìn)皮膚水分的保留。然而，由于人工合成工藝復(fù)雜，條件苛刻，產(chǎn)率較低，特別是超長鏈脂肪醇合成成本極其高昂，目前尚無人工合成霍霍巴油的產(chǎn)品。
過去十余年，科學(xué)家通過基因工程手段在油菜、亞麻芥等油料作物種子中合成霍霍巴蠟酯。這些油料作物種子中積累的蠟酯含量較低，且種子萌發(fā)率低。而霍霍巴的種子中，蠟脂占總含油量的95%以上，種子仍可以正常萌發(fā)，這暗示著霍霍巴種子中蠟酯的合成、儲存及降解存在特殊的機制。
“雖然全球霍霍巴油產(chǎn)量從1986的500噸上升到2012年的4000噸，但與預(yù)期的霍霍巴油年消耗量約20萬噸仍存在巨大差距。因此，霍霍巴油供不應(yīng)求的局面及其商業(yè)、工業(yè)價值致使其售價居高不下�！惫琳f。
昂貴的價格嚴(yán)重限制了霍霍巴油的使用范圍。郭亮介紹，目前，市場上大量的蠟酯需求主要是通過化學(xué)合成或基于脂肪酶的生物技術(shù)獲得。然而，這些脂肪醇必須用化學(xué)合成方法才能獲得，從而導(dǎo)致其成本過高。 因此，“如何生產(chǎn)廉價的類似霍霍巴蠟酯的需求日益迫切�！惫帘硎荆没蚬こ毯痛x工程在生物體內(nèi)大量合成霍霍巴油相似的蠟酯成為首選。
油菜作為我國最大的植物油生產(chǎn)作物，從20世紀(jì)中期引種馴化到現(xiàn)在，已積累了豐富的種質(zhì)資源。隨著種植模式和農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)的改變及菜籽油經(jīng)濟效益的影響，我國油菜種植產(chǎn)業(yè)效益在逐年下降。郭亮認(rèn)為，高芥酸油菜種子中脂肪酸的組成正好符合霍霍巴中FAR及WS的底物偏好性，這使得在高芥酸油菜種子中合成霍霍巴油成為可能。在油菜種子中大量合成霍霍巴油，不僅可以降低目前市場上霍霍巴油的成本，而且將提高油菜種植的效益。而高質(zhì)量基因組的問世以及蠟質(zhì)合成機制的揭曉，將幫助科學(xué)家解決在油菜種子中合成蠟酯的一些關(guān)鍵科學(xué)問題。
本文來源：中國食品報
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