中研院遺傳工程新進展 可生產維生素B1高含量農作
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2017-05-11
中研院植物暨微生物學研究所副研究員謝明勳副研究團隊成功發現植物合成維生素B1路徑最後一塊拼圖，該研究成果結合現代遺傳工程技術，可望生產出維生素B1含量高的農作物，有助於提高植物本身生長效率與抵抗逆境能力，也可作為動物補充該營養素糧食來源。該研究成果已於5月6日刊登於國際知名《植物期刊》（The Plant Journal）。
維生素B1對所有生物都是必須的營養素，細胞內醣類與胺基酸的代謝與合成都需要維生素B1的參與；動物不能合成維生素B1必需從食物中攝取，植物則可以自行合成維生素B1。
直到最近科學家才對植物合成維生素B1的路徑有較清楚的解析。細胞內具有活性的維生素B1含有雙磷酸根，先前相關研究已發現植物會先在葉綠體內合成帶有單磷酸根的維生素B1，而這些在葉綠體內合成的單磷酸維生素B1，必須先經過去磷酸化，才能進一步在細胞質內合成具有活性的雙磷酸維生素B1。
科學家普遍認為，可以將單磷酸維生素B1轉化成不帶磷酸根維生素B1的酵素應該也是位於葉綠體或細胞質內。中研院植微所研究成果不僅找到了可以將單磷酸維生素B1去磷酸化的酵素，更證實該酵素位於粒線體內；由此可知植物細胞內合成維生素B1的完整路徑其實橫跨了葉綠體、粒線體與細胞質，而非僅限於葉綠體或細胞質。
找到植物合成維生素B1最後一塊拼圖後，科學家終於能充分掌握植物合成這個重要營養素的路徑，如今所有與維生素B1合成相關的基因都已被發掘，科學家可透過現代遺傳工程的技術，進一步研發出能合成高量維生素B1作物。
一般穀類作物維生素B1含量都偏低。以水稻為例，稻穀維生素B1主要都貯存在米糠裡，我們常吃的白米飯反而沒什麼維生素B1，因此若想攝取到稻穀裡的維生素B1，必須吃糙米飯，但礙於口感，一般人比較習慣吃白米飯，對糙米飯的接受度普遍不高，若能透過對維生素B1合成基因的研究，結合新的農業科技，讓整顆稻穀都含有高量的維生素B1，不僅增加稻穀農業價值，之後更期望能應用於醫學與營養學。
此研究經費由中央研究院支持，參與人員包括研究助理謝瑋育、廖若倩、王心慈、洪子桓、曾靜枝、鍾翠芸等。該論文已於美東時間 5 月 6 日刊載於《植物期刊》(The Plant Journal)，文章標題為〈The Arabidopsis thiamin deficient mutant pale green1 lacks thiamin monophosphate phosphatase of the vitamin B1 biosynthesis pathway.〉。
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