去除馬鈴薯中的毒素以生產更安全的馬鈴薯 - 農業知識入口網

馬鈴薯和其他茄屬植物（Solanum）具備化學防禦機制，可產生類固醇糖生物鹼（SGAs）類的天然物質，以抵禦害蟲和病原體，但也會使馬鈴薯的綠皮與芽眼部分對人類產生毒性，影響食用安全。近日，科學家發現了一種名為GAME15的蛋白質，成功破解這些毒素的合成機制，為生產更安全的馬鈴薯帶來可能性。

GAME15在植物體內具有雙重功能：它既是一種膽固醇葡糖醛酸轉移酶，又是合成酶的支架蛋白，負責協調膽固醇和類固醇糖生物鹼的中間體合成。研究顯示，通過基因編輯技術，可以調控這些毒素僅在非食用部分（如葉片）產生，而不進入食用部分（如塊莖）。這不僅大幅降低了毒性風險，還能避免因陽光照射引起毒素增加，提升馬鈴薯的儲存性。此外，相關研究還發現，刪除GAME15基因可使植物完全不再生成這些防禦性化學物質，但也會使植物對害蟲更加敏感。

這一突破不僅讓馬鈴薯等作物更加安全，也具有更廣泛的應用潛力，例如在太空農業和垂直農場等極端環境中，調控植物各部位毒素的生成，甚至讓植物的非食用部分也能作為食物來源使用。這項研究為平衡植物的化學防禦與自我毒性提供了新見解，並開創了利用基因工程設計安全、高效作物的新方向。

這一成果由加州大學河濱分校領導，並結合了以色列魏茨曼科學研究所與日本多所大學的合作。它不僅為減少食物浪費提供了解決方案，也象徵了農業與可持續發展的重要進步。

資料來源:

1. https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241220132905.htm

2. Adam Jozwiak, Sayantan Panda, Ryota Akiyama, Ayano Yoneda, Naoyuki Umemoto, Kazuki Saito, Shuhei Yasumoto, Toshiya Muranaka, Sachin A. Gharat, Yana Kazachkova, Yonghui Dong, Shlomy Arava, Inna Goliand, Reinat Nevo, Ilana Rogachev, Sagit Meir, Masaharu Mizutani, Asaph Aharoni. A cellulose synthase–like protein governs the biosynthesis of Solanum alkaloids. Science, 2024; 386 (6728) DOI: 10.1126/science.adq5721

《農業部種苗改良繁殖場 種苗檢驗科 林如玲 摘譯》