近日，鄭州大學農學院講師楊錚作為第一作者應邀在國際著名期刊《Progress in Lipid Research》（IF=14）上發表綜述文章“Bioengineering of long-chain polyunsaturated fatty acids in oilseed crops”。

長鏈多不飽和脂肪酸（LC-PUFAs，包括亞油酸和亞麻酸），尤其是超長鏈多不飽和脂肪酸（VLC-PUFAs，包括EPA和DHA等）對人體健康至關重要，尤其是對大腦發育、心血管健康和免疫系統具有顯著益處，但目前主要油料作物（如花生、大豆、油菜籽）中LC-PUFAs含量不足，且無法自然合成VLC-PUFAs。

本文系統綜述了油料作物中通過基因工程技術提高LC-PUFAs含量并合成VLC-PUFAs的最新研究進展。研究者通過從藻類、苔蘚、細菌和真菌等生物中篩選并克隆高效酶組合，成功在油菜和亞麻薺等作物中實現了EPA和DHA的生物合成，其中亞麻薺表現出顯著的工程化優勢，其轉基因株系中EPA和DHA含量分別達到總脂肪酸的24%和14%，遠超油菜轉基因株系的3.7%和0.5%。亞麻薺不僅具備高含油量、強抗逆性、短生育期（85—100天）及低種植成本等優異農藝特性，還因其高效的遺傳轉化能力成為VLC-PUFAs生物合成的理想平臺作物。然而該領域仍面臨轉基因性狀代際不穩定性和代謝流重構導致的油脂積累減少等挑戰，為此本文提出了通過AI驅動的蛋白質結構預測工具進行酶的從頭設計、優化代謝網絡調控、采用多種策略規避基因沉默以提高基因表達穩定性以及強化酰基編輯和脂質組裝途徑等多維度解決方案，這些創新性策略為突破當前技術瓶頸、推動油料作物中LC-PUFAs和VLC-PUFAs的基因工程實現更高產量和穩定性提供了重要參考。

鄭州大學農學院講師楊錚、西北農林科技大學博士生陳陽陽為本文的共同第一作者，華南師范大學生命科學學院副研究員杜昶和四川大學華西醫院工程師唐通為共同通訊作者。西北農林科技大學農學院教授張猛和安徽省農業科學院助理研究員馬世杰也參與該工作。該研究得到了國家自然科學基金青年項目等項目資助。

圖1 油脂裝配及超長鏈多不飽和脂肪酸合成途徑

https://doi.org/10.1016/j.plipres.2025.101333