近日，中國農業科學院煙草研究所煙草功能成分與生物合成創新團隊在基于煙草底盤的蝦青素生物合成與應用研究領域取得實質性進展。相關研究成果發表在《植物生理學和生物化學（Plant Physiology and Biochemistry）》和《工業作物和產品（Industrial Crops and Products）》上。

蝦青素是重要的萜烯類抗氧化活性成分，在醫藥保健和水產養殖等領域得到廣泛應用。然而，現有天然蝦青素生產體系存在周期長、成本高等突出問題，迫切需要開發可降低生產成本的新技術。煙草是優良的生物合成底盤材料，但在用于蝦青素生物合成時會出現植株生長速度慢、有效成分加工得率低等問題，對其產業應用造成了極大限制。

該團隊在開發蝦青素煙草生物反應器過程中，研究了蝦青素合成影響煙草生長發育的作用機制，證明其與煙草的葉綠體結構改變和葉綠素減少相關，并建立了通過種間雜交緩解生長延遲且不降低蝦青素含量的方法，將其生物產量和蝦青素產量提高了3倍；同時，團隊還研究了通過增強氮、碳供應提高煙草生物產量和蝦青素產量的培養方法，并開發了產蝦青素煙草的收獲干燥新技術，可使煙草的蝦青素綜合產量提高2倍左右。相關研究破解了限制蝦青素煙草生物反應器產業應用的關鍵技術難題。

據悉，該團隊還創制了煙堿含量與馬鈴薯相當的超低煙堿煙草，并結合上述技術開發了蝦青素的超低煙堿煙草生物反應器，其蝦青素生產成本僅為現有天然蝦青素生產體系的1/30，有極大的產業開發前景。

該研究得到中國農業科學院科技創新工程、中國煙草總公司等有關項目的支持。