科学家们把红生菜变成了绿色，发生了一些令人惊讶的事情

诸平

据日本筑波大学(University of Tsukuba)2026年6月15日报道 (University of Tsukuba. "Scientists turned red lettuce green and something surprising happened." ScienceDaily, 15 June 2026. www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260614011854.htm)，研究人员使用基因组编辑来阻止生菜中红色素的产生，从而导致其他有益的植物化合物积聚。生菜继续正常生长，这为创造具有定制营养特征的作物指明了一条新途径。

基因组编辑生菜(lettuce)，使其中原始红叶生菜品种中参与黄酮生物合成的基因被修饰，导致绿叶和黄酮成分的改变。相关研究结果已经在《基因编辑前沿》(Frontiers in Genome Editing)发表——Ai Nagamine, Masaki Ono, Osuke Sato, Eiji Goto, Hiroshi Ezura. CRISPR/Cas9-mediated knockout of DFR alters pigmentation and shifts flavonoid accumulation in red leaf lettuce without detectable growth penalties. Frontiers in Genome Editing, 2026; 8 DOI: 10.3389/fgeed.2026.1755922. http://dx.doi.org/10.3389/fgeed.2026.1755922

红叶生菜(red leaf lettuce)的红色来自花青素（anthocyanins），这是一组多酚色素，因其抗氧化特性而受到关注。植物通过一系列酶驱动的反应产生花青素，这些反应始于氨基酸苯丙氨酸(amino acid phenylalanine)。在此过程中，该途径产生各种黄酮类化合物，这是一类广泛的植物化合物，在某些最终转化为花青素之前具有多种功能。

在这项新研究中，研究人员使用基因组编辑来关闭负责产生二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase)的基因，这是一种在红生菜中形成花青素之前的关键步骤中涉及的酶。一旦这个基因被禁用，植物就不再产生其特有的红色色素。

对生菜的进一步分析揭示了另一个重要变化。其他几种黄酮类化合物的含量增加，包括槲皮素(quercetin)。研究结果表明，阻断花青素的产生会使植物的生化活性转向黄酮生物合成途径中这些其他化合物的积累。

对植物生长无重大影响

尽管色素和类黄酮成分发生了显著变化，但改性生菜的生长没有明显减少。这一结果表明，可以通过促进前体化合物而不是花青素的积累来改变生菜中黄酮类化合物的平衡，同时仍然保持正常的生长和生产力。

尽管研究人员尚未将改良植物与传统的绿色生菜品种进行直接比较，但红生菜以其高水平的多酚生产而闻名。因此，这一策略可以为开发具有定制功能成分的生菜品种提供一种有前景的方法。

研究人员还指出，黄酮类化合物的生产对环境条件高度敏感，包括光强度和温度。由于植物工厂允许种植者仔细控制这些因素，这些发现可能有助于支持针对室内种植系统优化的专用生菜品种的开发。

Hiroshi Ezura团队的研究到底了日本科学技术厅企业、研究所和学术界开放式创新平台项目{Program on Open Innovation Platform with Enterprises, Research Institute and Academia, Japan Science and Technology Agency (JSTOPERA, JPMJOP1851)}的资助。

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。

支持单位：