近日，華南農業大學生命科學學院、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室、嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室祝欽瀧研究員與劉耀光院士團隊在國際著名學術期刊《Trends in Biotechnology》（影響因子19.536，工程技術一區，生物工程技術領域排名3/159）在線發表了題為“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）。該論文系統總結了水稻胚乳作為生物反應器的優缺點、對分子農場概念提出了新的見解，并對如何提高目標產物含量及其面臨的挑戰進行了討論，展望了利用水稻胚乳為代表的植物分子農場的未來發展方向。   　　植物表達系統具有低成本、可擴展、安全且環保的特點。傳統分子農場，就是利用常規基因工程方法在植物生物反應器中生產各種重要的生物醫藥的目標產物。由于不同于一般的以微生物或動物細胞所生產的蛋白藥物，分子農場所生產的醫用蛋白質沒有人類病原或微生物毒素等安全顧慮。近期加拿大衛生部批準了世界首個植物來源的新冠病毒疫苗COVIFENZ?，由于其生產優勢明顯、安全性良好，使得分子農場的發展受到越來越多的關注。伴隨著植物合成生物學與基因編輯技術（如多基因堆疊系統TGSII和基因編輯系統CRISPR/Cas）的快速發展，多種營養素和復雜的生物活性物質實現了在植物（作物）中的合成。而傳統的植物分子農場概念（采用常規基因工程方法表達少數基因，主要用于生產醫用蛋白等）顯然已不能滿足當前的發展需要。為此，該綜述提出了分子農場概念的新見解，將其從生產醫用目標產物延伸到開發具有重要營養素和生物活性物質的功能作物領域，并系統總結了水稻胚乳作為反應器在分子農場的應用與未來發展方向。   　　水稻胚乳是理想的生物反應器，因其遺傳與生物信息資源豐富、具有表達復雜蛋白的能力、提取和處理目標產物的簡易性、低的生產成本和較少的生物安全隱患等優點，已被廣泛用于分子農業生產重組醫用蛋白多肽和生物活性物質，如抗原和疫苗/口服疫苗、抗體、藥用蛋白質和多肽、維生素和礦物質、類黃酮、花青素和多酚（如作者前期創制的富含植物營養素花青素的“紫晶米”）、以及類胡蘿卜素（如富含高級類胡蘿卜素蝦青素的功能型水稻新種質“赤晶米”）。 基于目前分子農場的現狀，該綜述提出了增強水稻胚乳生物合成產量的策略，指出了水稻胚乳作為分子農場面臨的挑戰，并總結了一些相應的解決方案。最后，作者提出了未來通過調整法律法規和促進多學科合作，完善規模化生產，用水稻胚乳提供更多有價值的生物產品，如可用于低成本、大規模生產針對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；劉耀光院士指導了論文的寫作，博士后譚健韜（現入職廣東省農科院水稻所工作）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與應用基礎研究重大項目、國家自然科學基金、嶺南現代農業重點實驗室項目和廣東特支計劃科技創新青年拔尖人才專項資助。 （文圖/生命科學學院）