1、科技項目申報
3、專利代理
5、可研報告編制
9、國家火炬計劃
首頁 > 行業(yè)資訊 > 合肥市行業(yè)資訊
科技項目申報代理：
合肥市行業(yè)資訊
藍(lán)玫瑰寓意“清純的愛和敦厚善良”，一直被追求浪漫的人所鐘愛。在英語中，“藍(lán)玫瑰”同時意味著無法實現(xiàn)的希望或不可能完成的任務(wù)，因為它不存在于自然中，盡管園藝師用幾個世紀(jì)嘗試繁育藍(lán)玫瑰，但一直未能成功。
近日，中國科學(xué)家突破了植物通過不同花青素控制花卉顏色的固有思路，利用合成生物學(xué)的思路，證明了利用細(xì)菌產(chǎn)生的藍(lán)色色素制造藍(lán)玫瑰的可能性。
從細(xì)菌到花瓣
雖然玫瑰的人工栽培已有5000年的歷史，且品種繁多，但真正意義上的藍(lán)色玫瑰尚未獲得。這一方面是由于藍(lán)色花瓣顏色較深，在自然界中不易被昆蟲等媒介識別，因而難以繁衍；另一方面是因為玫瑰中本來就缺少能夠產(chǎn)生藍(lán)色花青素的基因。
1850年，法國就有懸賞稱給第一個做出藍(lán)玫瑰的園藝師50萬法郎。然而，到現(xiàn)在160多年過去了，一直未獲成功。2008年，日本三得利公司利用分子遺傳學(xué)手段將花青素的合成酶基因引入玫瑰基因組中，宣稱獲得了顏色接近藍(lán)色的玫瑰花，但其花瓣顏色更接近淡紫色，并未被廣泛接受。而目前，國內(nèi)市場上銷售的“藍(lán)色妖姬”是化學(xué)染色而成。
在近日發(fā)表于美國化學(xué)會《合成生物學(xué)》雜志上的文章中，中國科學(xué)院微生物研究所研究員陳義華和天津大學(xué)藥學(xué)院教授張雁團(tuán)隊合作，將來源于細(xì)菌的藍(lán)色色素成功表達(dá)在白色玫瑰花瓣中，使其呈現(xiàn)藍(lán)色。
研究人員將鏈霉菌的次級代謝產(chǎn)物谷氨酰胺藍(lán)靛素合成酶基因（idgS）和負(fù)責(zé)該蛋白翻譯后活化的基因（sfp）構(gòu)建在植物表達(dá)的載體中，并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)使其轉(zhuǎn)入白色玫瑰花瓣中，在培育12小時后，驚喜地發(fā)現(xiàn)玫瑰花瓣轉(zhuǎn)入點周圍呈現(xiàn)出藍(lán)色。進(jìn)一步研究證實花瓣中的藍(lán)色化合物就是谷氨酰胺藍(lán)靛素。
“我們用類似注射的方式把細(xì)菌攜帶的質(zhì)粒打入花瓣根部的細(xì)胞，然后，花瓣開始用放進(jìn)去的基因一點點產(chǎn)生藍(lán)色色素并向外擴(kuò)散。”陳義華在接受《中國科學(xué)報》采訪時介紹。對照組實驗結(jié)果表明，不注入這兩個基因或缺少其中任何一個基因都不能使白玫瑰花瓣變藍(lán)。
“啟動子就像電燈的開關(guān)一樣，我們選擇了花所特有的啟動子和終止子，從而讓這兩個基因只在花朵上產(chǎn)生表達(dá)，否則整個植株都會變成藍(lán)色。”張雁補充說。
突破固有思路
此次研究的一大亮點是，突破了傳統(tǒng)上通過花青素控制花卉顏色的固有思路。新研究證明花瓣可以利用細(xì)菌的基因合成功能性酶，催化其細(xì)胞內(nèi)部本來就有的L-谷氨酰胺底物變藍(lán)。“未來，實現(xiàn)花朵變藍(lán)的方法可能將不再限于花青素，而是可以通過新方法制造出各種各樣的藍(lán)色花卉。”陳義華說。
相比于新的路線，傳統(tǒng)的花青素合成路線要復(fù)雜得多。據(jù)介紹，花青素之所以能使花瓣呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色，還和植物細(xì)胞液泡的酸堿度（pH值）相關(guān)。“用花青素控制玫瑰顏色，困難都在液泡里。”張雁說，“因為玫瑰液泡的pH值較低，而且還有其他色素，會形成共色素的影響，花青素不易呈現(xiàn)出藍(lán)色?，F(xiàn)在把合成酶的基因表達(dá)到植物細(xì)胞質(zhì)中就繞過了這些問題。”
兩位作者表示，與植物色素花青素相比來說，細(xì)菌產(chǎn)生的谷氨酰胺藍(lán)靛素顏色更加穩(wěn)定，而且合成谷氨酰胺藍(lán)靛素的途徑簡單，合成原料是細(xì)胞中普遍存在的常見氨基酸——L-谷氨酰胺。這些特點都決定了細(xì)菌來源的谷氨酰胺藍(lán)靛素在藍(lán)色花卉的培育中具有良好的應(yīng)用前景，可能取代植物色素花青素培育出顏色純正的藍(lán)色花卉。
下一步，陳義華和張雁表示，合作團(tuán)隊將進(jìn)一步與園藝學(xué)專家合作，使來自細(xì)菌的藍(lán)色素可以穩(wěn)定遺傳，從而獲得以谷氨酰胺藍(lán)靛素為花瓣色素的藍(lán)色系列花卉。
“由于玫瑰為多年生植物，開花至少要兩到三年，我們不可能在短期內(nèi)培育出藍(lán)色玫瑰的植株。”陳義華說，“但我們現(xiàn)在的工作已經(jīng)證明這條路可行，我們將和園藝專家一起將藍(lán)色玫瑰從奇跡變成現(xiàn)實。”