近日,，我校生命科學(xué)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室祝欽瀧研究員與劉耀光院士團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Trends in Biotechnology》（影響因子19.536,，工程技術(shù)一區(qū)，生物工程技術(shù)領(lǐng)域排名3/159）在線發(fā)表了題為“Molecular farming using transgenic rice endosperm”的綜述論文（論文鏈接地址：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2022.04.002）,。該論文系統(tǒng)總結(jié)了水稻胚乳作為生物反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn),、對(duì)分子農(nóng)場(chǎng)概念提出了新的見解，并對(duì)如何提高目標(biāo)產(chǎn)物含量及其面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論,，展望了利用水稻胚乳為代表的植物分子農(nóng)場(chǎng)的未來發(fā)展方向,。

　　植物表達(dá)系統(tǒng)具有低成本、可擴(kuò)展,、安全且環(huán)保的特點(diǎn),。傳統(tǒng)分子農(nóng)場(chǎng)，就是利用常規(guī)基因工程方法在植物生物反應(yīng)器中生產(chǎn)各種重要的生物醫(yī)藥的目標(biāo)產(chǎn)物,。由于不同于一般的以微生物或動(dòng)物細(xì)胞所生產(chǎn)的蛋白藥物,，分子農(nóng)場(chǎng)所生產(chǎn)的醫(yī)用蛋白質(zhì)沒有人類病原或微生物毒素等安全顧慮。近期加拿大衛(wèi)生部批準(zhǔn)了世界首個(gè)植物來源的新冠病毒疫苗COVIFENZ?,，由于其生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯,、安全性良好，使得分子農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展受到越來越多的關(guān)注,。伴隨著植物合成生物學(xué)與基因編輯技術(shù)（如多基因堆疊系統(tǒng)TGSII和基因編輯系統(tǒng)CRISPR/Cas）的快速發(fā)展,，多種營(yíng)養(yǎng)素和復(fù)雜的生物活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了在植物（作物）中的合成。而傳統(tǒng)的植物分子農(nóng)場(chǎng)概念（采用常規(guī)基因工程方法表達(dá)少數(shù)基因,，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用蛋白等）顯然已不能滿足當(dāng)前的發(fā)展需要,。為此，該綜述提出了分子農(nóng)場(chǎng)概念的新見解,，將其從生產(chǎn)醫(yī)用目標(biāo)產(chǎn)物延伸到開發(fā)具有重要營(yíng)養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)的功能作物領(lǐng)域,，并系統(tǒng)總結(jié)了水稻胚乳作為反應(yīng)器在分子農(nóng)場(chǎng)的應(yīng)用與未來發(fā)展方向（如圖1）。

圖1 通過基因工程在水稻胚乳中進(jìn)行分子農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)的流程

　　水稻胚乳是理想的生物反應(yīng)器，因其遺傳與生物信息資源豐富,、具有表達(dá)復(fù)雜蛋白的能力,、提取和處理目標(biāo)產(chǎn)物的簡(jiǎn)易性、低的生產(chǎn)成本和較少的生物安全隱患等優(yōu)點(diǎn),，已被廣泛用于分子農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重組醫(yī)用蛋白多肽和生物活性物質(zhì),，如抗原和疫苗/口服疫苗、抗體,、藥用蛋白質(zhì)和多肽,、維生素和礦物質(zhì)、類黃酮,、花青素和多酚（如作者前期創(chuàng)制的富含植物營(yíng)養(yǎng)素花青素的“紫晶米”）,、以及類胡蘿卜素（如富含高級(jí)類胡蘿卜素蝦青素的功能型水稻新種質(zhì)“赤晶米”）。 基于目前分子農(nóng)場(chǎng)的現(xiàn)狀,，該綜述提出了增強(qiáng)水稻胚乳生物合成產(chǎn)量的策略,，指出了水稻胚乳作為分子農(nóng)場(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)，并總結(jié)了一些相應(yīng)的解決方案,。最后,，作者提出了未來通過調(diào)整法律法規(guī)和促進(jìn)多學(xué)科合作，完善規(guī)?；a(chǎn),，用水稻胚乳提供更多有價(jià)值的生物產(chǎn)品，如可用于低成本,、大規(guī)模生產(chǎn)針對(duì)SARS-CoV-2的佐劑植物源性疫苗CoVLP等,。 

　　祝欽瀧研究員為論文的第一作者和通訊作者；劉耀光院士指導(dǎo)了論文的寫作,，博士后譚健韜（現(xiàn)入職廣東省農(nóng)科院水稻所工作）作為共同作者參與了論文的寫作,。該工作得到了廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金,、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和廣東特支計(jì)劃科技創(chuàng)新青年拔尖人才專項(xiàng)資助,。 （文圖/生命科學(xué)學(xué)院）