毛喉素是治疗心血管及呼吸系统疾病的重要药物，在临床上有着不可替代的作用。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，导致药物生产成本居高不下，难以满足临床需求。寻找更高效、可持续的生产方式，成为全球医药领域的迫切课题。
记者从中国农业科学院获悉，近日，该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。
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%。
据悉，这项研究的意义远不止于毛喉素本身。科研团队表示，该技术平台具有极强的通用性，未来还可应用于青蒿素、紫杉醇等更多高价值天然药物的生产——这些药物同样依赖稀缺植物提取，或微生物合成成本高昂。这项让烟草变成天然救命药“绿色工厂”的成功实践，不仅为濒危药用植物资源保护提供了新思路，更搭建起“作物种植+药物合成”的跨界桥梁，推动天然药物生产进入“绿色智造”时代。
日前，相关研究成果发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。
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。（工人日报客户端记者 黄哲雯）
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