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北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院 教育部
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高γ-氨基丁酸番茄基因編輯技術(shù)

2024-12-13 11:12:53
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所屬領(lǐng)域:
農(nóng)業(yè)科技
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:

WHO報(bào)告指出,高血壓影響全世界三分之一的成年人。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)的報(bào)告顯示,食源性γ-氨基丁酸(GABA)可以具有促進(jìn)神經(jīng)元發(fā)育,改善腦功能,提高記憶能力,緩解壓力,改善睡眠和血壓等作用。人體內(nèi)的GABA含量有限,從食物中攝取是補(bǔ)充GABA的重要方式。番茄富含多種維生素、礦物質(zhì)、番茄紅素、胡蘿卜素、生物堿等營(yíng)養(yǎng)元素,是理想的GABA來(lái)源之一。番茄中的GABA主要以游離氨基酸的形式存在,在果實(shí)綠熟階段大量積累,而在果實(shí)成熟階段含量則大大降低,采用CRISPR/Cas9技術(shù)使番茄中的GABA含量得以提高。

1)解決的主要問(wèn)題

基于基因編輯技術(shù),提高盆栽番茄品種濰美T102 GABA的含量。連續(xù)對(duì)2個(gè)世代的果實(shí)中GABA含量進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,編輯后成熟果實(shí)中的GABA含量有明顯提升,高達(dá)1.9 mg/g鮮重。

圖 濰美T102和基因編輯株系GABA含量分析

注:T102:盆栽番茄濰美T102。

T102E13-13和T102E13-2: T102基因編輯株系。

本項(xiàng)目,首先可以提供一種高GABA含量的盆栽番茄;其次可以提供一整套完整的技術(shù),用于目標(biāo)番茄品種的營(yíng)養(yǎng)成分GABA的定向改良。

應(yīng)用范圍:

從應(yīng)用價(jià)值來(lái)看,一是因?yàn)榉驯旧砭蜕钍艽蠖鄶?shù)消費(fèi)者的青睞,在食用時(shí),既能獲取日常需要的部分營(yíng)養(yǎng),又能提高GABA的攝入量,減緩壓力,提高記憶力,改善血壓等優(yōu)點(diǎn)。二是本項(xiàng)目現(xiàn)有的產(chǎn)品為盆栽番茄。在人們?nèi)粘^k公場(chǎng)所放置,通過(guò)綠色葉片紅色果實(shí)緩解工作緊張,也能適時(shí)獲取營(yíng)養(yǎng)成分。

項(xiàng)目階段:

可以量產(chǎn)

效益分析:

本項(xiàng)技術(shù)基于基因編輯生物育種手段。目前僅有日本筑波大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和舜豐生物等相關(guān)報(bào)道。從市場(chǎng)上來(lái)看,僅有日本筑波大學(xué)研發(fā)的高GABA番茄在日本獲得許可上市。

本項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的上市,將極大的提高人們的興趣,從而快速占領(lǐng)市場(chǎng)。日本現(xiàn)有的銷(xiāo)售模式,是在現(xiàn)有普通產(chǎn)品售賣(mài)價(jià)格基礎(chǔ)上提高50~100%定價(jià),有可觀的經(jīng)濟(jì)收益。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2020年山東省番茄栽培面積9.0萬(wàn)余公頃,產(chǎn)量達(dá)到75 555.5 kg/公頃。2016-2020年,番茄的產(chǎn)值(設(shè)施+露地)基本維持在360 000~410 000元/公頃,平均4.76~5.42元/kg。按基因編輯番茄提高50%~100%計(jì)算,總產(chǎn)值將高達(dá)324~369億元。2022年中國(guó)番茄出口量24.91萬(wàn)噸,出口金額3.27億美元,出口均價(jià)1.31美元/kg。如果按照50%的價(jià)格增幅,金額增加1.6億美元。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)型:
其他
技術(shù)成熟度:
可以量產(chǎn)
技術(shù)先進(jìn)程度:
達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平
成果獲得方式:
獨(dú)立研究
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