中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士（右二）和團隊成員在田間觀察水稻新種質

隨著年齡增長，人體自身合成健康所需，尤其是合成心臟健康所需的脂溶性抗氧化劑輔酶Q10的能力逐漸下降，需要額外補充。但水稻等谷物中天然含有的主要是輔酶Q9。近日，中國科學家在農作物營養強化領域取得新突破：培育出一種可以合成輔酶Q10的水稻新種質，吃這種米飯能補充對心臟健康有益的營養物質。

2月14日，相關論文發表在國際權威期刊《細胞》（Cell）上，論文標題為《基于植物進化的輔酶Q10 性狀設計》（Design of CoQ10 crops based on evolutionary history）。

該研究由中國科學院分子植物科學卓越創新中心辰山科學研究中心陳曉亞院士團隊與中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞團隊等合作完成。

得益于上海辰山植物園豐富的植物資源，研究團隊采集了包括苔蘚、石松、蕨類、裸子植物和被子植物在內的共67個科134種植物樣品。

結合對1000多種陸生植物輔酶Q側鏈合成酶Coq1氨基酸序列的進化分析和機器學習，科研團隊最終確定了決定鏈長的5個氨基酸位點。通過精準編輯，研究人員創制了能夠主要合成輔酶Q10的水稻。其葉片和籽粒中輔酶Q10占總輔酶Q的75%，籽粒中輔酶Q10達5μg/g，且對水稻產量沒有影響。

植物輔酶Q種類的進化和關聯氨基酸

論文共同第一作者、上海辰山植物園副研究員許晶晶表示，過往研究表明，輔酶Q10在加熱過程中較為穩定，蒸煮不會對其產生影響，油炸會造成少量損失。人們如果日常食用這種新創制的水稻做成的米飯，每天大約可以補充1到2毫克的輔酶Q10。而我們每天從肉類中攝取的輔酶Q10大約為2到3毫克。因此，新創制水稻的輔酶Q10含量已經接近肉類的水平，能夠為日常飲食提供有效的營養補充。

上海辰山植物園趙清研究員向澎湃科技表示，他認為該研究師法植物千萬年進化規律，找到了改造植物的密碼，成功創制了新種，不僅適合輔酶Q的個例，更提供了一種通用的方法論。“合成生物學，就是向大自然學習。”

該研究成果為大數據和人工智能（AI）輔助育種精準改造農作物性狀，創造高營養品質農產品，提供了范例。目前，類似研究在小麥中也取得了重要進展。

陳曉亞院士團隊