近日，中国农业科学院烟草研究所烟草种质资源与生物育种创新团队首次培育出高效生产高价值天然药物毛喉素的烟草，并通过腺毛特异性代谢工程与代谢流重定向技术使其含量高于传统药材，为天然活性成分的可持续生产提供创新解决方案。相关研究成果发表在《植物生物技术》（Plant Biotechnology Journal）上。
利用合成生物学技术在烟草中高效合成天然药物毛喉素。中国农科院供图
毛喉素是治疗心血管及呼吸系统疾病的重要药物，传统生产方式依赖濒危植物毛喉鞘蕊花根部提取，面临植物资源稀缺、活性成分含量低等瓶颈。该科研团队利用自主知识产权的多基因组装系统将6个关键合成基因整合并导入烟草，培育出稳定合成毛喉素的植株。
进一步通过基因编辑技术敲除烟草内源二萜合成基因簇，获得前体代谢强化的底盘株系。再通过定向代谢工程技术在烟草腺毛中表达合成基因，培育出新一代工程烟草，其叶片中毛喉素含量较传统药材高20%。
该成果有望突破微生物合成体系的成本瓶颈，为药用植物活性成分的绿色智造开辟新途径，也可用于青蒿素、紫杉醇等高价值药物的绿色生产，具有广阔的产业化前景。
该研究得到中国农业科学院科技创新工程、山东省自然科学基金等项目支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.70427
