[科研进展]任茂智研究员团队提出星际通用作物“减毒增效”新策略

近日，任茂智研究员团队应Cell旗下植物学顶级期刊Trends in Plant Science（植物科学趋势，影响因子22.012）主编邀请，与德国马克普朗研究所、丹麦哥本哈根大学等单位合作，于2022年11月25日在线发表发表题为“Biotechnological detoxification: an unchanging source-sink balance strategy for crop improvement”的论文。都市所为第一完成单位，刘永明博士为第一作者，任茂智研究员为通讯作者。

随着人类从乡村走向城市并向其它星球挺进，农业形态也从乡村农业发展到都市农业，进而延伸到星际农业。当前人类文明正在由全球化步入星际化时代，星际通用农作物不仅为人类走出地球进行星际旅游、星际探索和星际移民提供食物和生命保障，也为打造一个不依赖于大量耕地、淡水、化肥、农药、家禽和家畜的未来食物生产系统提供新思路。

图清除植物毒素获得新食用资源的生物技术策略及其应用

植物毒素是由植物自身产生以抵抗草食动物和病原体侵害的有毒次生代谢物，主要包括氰基苷、硫代葡萄糖苷、生物碱、萜类等化合物。植物毒素在农作物中也广泛存在，它们保护作物但也造成了植物资源的难以利用和极大浪费。基于此，该文重点聚焦棉籽、油菜籽、马铃薯果实、木薯叶片、豆科作物种子等开发潜力巨大但含有天然毒素的作物资源，提出了4条抗营养代谢物质清除的生物技术策略：（1）敲除关键催化酶，阻断抗营养物质的生物合成；（2）干扰上游调控因子功能；（3）破坏抗营养物质的运输或贮藏；（4）将抗营养物质转化为其他非毒性物质。以上策略的应用将有助于提高作物收获指数、食用价值、营养价值、经济价值并丰富栽培作物种类，而进一步开发的零毒素、全株可食、全株可用的功能植物将在都市农业和星际农业中发挥巨大潜力。此外，“减毒增效”策略既不要求改变作物的株型结构也不要求提升作物的生物量，相比于以牺牲源库平衡的作物改良方案，是一种更为优选的实施路径。

相关工作得到国家自然科学基金和中国农业科学院创新工程等项目资助。

原文链接：https://authors.elsevier.com/c/1g8dJ4rGdjSmP8