中国科学院的两个团队合作取得的科研成果，包括在国际期刊发表研究论文，解析植物辅酶Q侧链长度控制分子机制，创制合成辅酶Q10的水稻新种质，还介绍了这种水稻的辅酶Q10含量、对产量的影响以及未来发展方向等内容。
2月14日，据中国青年报客户端上海消息（中青报·中青网记者 王烨捷），中国科学院分子植物科学卓越创新中心辰山科学研究中心陈晓亚院士团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队等达成合作。他们在国际学术期刊《细胞》（CELL）发表了一篇阐述最新研究成果的论文。
此项研究主要做了两件大事。其一，系统地分析了辅酶Q在陆生植物中的演化轨迹以及关键酶自然变异；其二，解析了植物辅酶Q侧链长度控制的分子机制。而且，他们利用引导编辑技术对水稻基因组Coq1酶的5个氨基酸进行改变，成功创制出能够合成辅酶Q10的水稻新种质。
这里展示的是植物辅酶Q种类的进化相关图片（受访团队供图）。
论文的第一作者、上海辰山植物园副研究员许晶晶表示：“发表论文仅仅是重要的第一步，当下我们正在积极努力地推进相关工作，促使科研成果朝着应用市场转化。”
中国科学院院士、中国科学院分子植物卓越中心辰山科学研究中心主任陈晓亚介绍说，新创制的这种能够合成辅酶Q10的水稻有着独特之处。它的叶片和籽粒中辅酶Q10在总辅酶Q中的占比高达75%，籽粒中的辅酶Q10含量能达到5μg（微克）/g。按照这个比例计算，每500克籽粒里就含有辅酶Q10约2.5毫克，而且这个过程对水稻产量没有任何影响。（按照1毫克等于1000微克来换算）。
许晶晶还透露，团队目前只是通过大量的工作让水稻具备了“含有辅酶Q10”的能力，在未来，他们还打算尝试提高水稻中辅酶Q10的含量。并且，辅酶Q10的增加不会造成水稻中原有营养成分的流失，像蒸煮等传统的米饭烹饪工序对辅酶Q的影响也比较小。
辅酶Q10与人体健康关系密切，特别是对心脏健康意义非凡。它既是线粒体呼吸链的电子传递体，也是脂溶性抗氧化剂。不同的物种合成的辅酶Q侧链长度并不相同，人体自身合成的辅酶Q10，其侧链是由10个异戊二烯单元（C50）组成的。
然而，为什么不同物种合成的辅酶Q侧链长度不一样呢？其背后的分子机制一直以来都是个未解之谜。得益于上海辰山植物园丰富的植物资源，这个科研团队采集了多达134种植物样品，这些样品涵盖了苔藓、石松、蕨类、裸子植物和被子植物等类型。他们检测了各物种辅酶Q类型以及系统分布特征，发现辅酶Q10是被子植物的祖先性状，多数植物仍然合成辅酶Q10，不过像禾本科、菊科和葫芦科植物等主要合成辅酶Q9。
这里是陈晓亚院士（右二）带着学生在田间观察水稻的照片（受访团队供图）。
若要精准地改造农作物性状，创造出高营养品质的农作物，首要的任务就是精确地锚定性状形成的关键因子。这个科研团队结合对1000多种陆生植物辅酶Q侧链合成酶Coq1氨基酸序列的进化分析以及机器学习，最终确定了决定链长的5个氨基酸位点。
通过精准编辑，科研团队创制出了主要合成辅酶Q10的水稻。这种基因编辑的植物不含外源基因，遗传稳定，近年来在发达国家发展迅猛。辅酶Q10水稻的研制成功，不仅将极大地丰富辅酶Q10的食物来源，还为大数据和AI辅助育种提供了一个范例。
本文总结了中国科学院的两个团队合作取得的科研成果。包括在《细胞》杂志发表论文，解析植物辅酶Q侧链长度控制机制并创制含辅酶Q10水稻新种质，阐述了这种水稻的相关特性，还提到研究成果对辅酶Q10食物来源和育种范例的积极意义等内容。
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