Cell | 陈晓亚院士团队联合创制辅酶Q10水稻新种质

对陆生植物进化进行的系统分析，为培育辅酶Q ₁₀ 作物指明了方向。辅酶Q对细胞中产生能量的线粒体的正常功能至关重要，可作为补充剂来改善心脏健康。该团队使用引导编辑技术来精准控制小麦和大米中的这种蛋白质，使其产生辅酶Q ₁₀ 。研究结果突显了如何利用植物进化史来创制作物新性状。

进化生物学指导的基因编辑让水稻合成辅酶Q ₁₀

全球范围内已有多个基因编辑食品获得商业化许可，但 如何寻找基因编辑的靶标来提高培育更高产、营养更丰富的作物是现代农业生物技术的一个重大科学问题 。

陈晓亚研究团队与高彩霞研究团队等合作在《细胞》(Cell)发表最新研究成果，成功培育出辅酶Q ₁₀ 水稻。水稻只合成辅酶Q ₉ ，而人类需要辅酶Q ₁₀ 。辅酶Q ₁₀ 是细胞能量代谢的关键成分，具有抗氧化、保护心脏的重要作用。研究团队运用CRISPR-cas9基因编辑工具，成功改造了水稻中辅酶Q合成途径的关键酶——长链异戊烯基转移酶Coq1的5个特定氨基酸。这些位点的选择并非偶然，而是基于对植物进化基因组数据的深度挖掘和系统分析。

大约5亿年前，绿色植物登陆。到今天地球上的陆生植物有约40万种，其中大多数（约90%）是被子植物（有花植物）。巨大的生物多样性让我们的生活丰富多彩，也蕴藏者宝贵的基因资源。 研究植物进化规律有助于揭示植物适应环境的机制，为作物改良、农业可持续发展和全球粮食安全提供重要科学依据 。该研究首次揭示了辅酶Q ₁₀ 是被子植物的祖先形式，而禾本科、菊科、葫芦科等植物主要合成辅酶Q ₉ 。通过系统分析不同植物类群的辅酶Q类型及Coq1的氨基酸序列，并结合生化实验与分子动力学模拟，研究团队成功鉴定出Coq1中一个关键氨基酸是辅酶Q类型转变的分子开关。这一发现不仅深化了我们对辅酶Q生物合成途径的理解，更为作物营养强化提供了新的分子靶点。

这项突破性研究为开发富含辅酶Q ₁₀ 的功能性水稻品种打开了通路，有望为人类提供新型膳食营养来源。同样重要的是，该研究为基于 植物进化生物学和基因编辑技术实现作物精准遗传改良与种质创新提供了一个成功范例 ，为未来作物育种助力。