富含歐米伽-3不飽和脂肪酸（ω-3）的魚油越來越受到人們的熱捧，但受產(chǎn)量限制，ω-3魚油的價格一直居高不下。試想如果可以通過種植油料作物，像生產(chǎn)植物油那樣生產(chǎn)ω-3魚油，那將大大提高魚油的產(chǎn)量和降低魚油的成本，從而更好滿足人類的日常生活需要。

    最近，英國洛桑研究所（Rothamsted Research，UK）的科學家們在《代謝工程通訊》（metabolic Engineering Communications）雜志上發(fā)表了他們最新的研究成果：他們通過一年的田間試驗發(fā)現(xiàn)，通過利用轉基因亞麻油料作物薺藍（Camelina sativa）可以在田間生產(chǎn)歐米伽-3 魚油，并且這種轉基因油料作物在生長發(fā)育等各方面與非轉基因作物并沒有任何區(qū)別（圖一：能夠合成魚油的轉基因亞麻種子）。

    圖一：能夠合成魚油的轉基因亞麻種子

    ω-3魚油是一種特別的長鏈多不飽和脂肪酸，其中包括我們日常所熟知的EPA（二十碳五烯酸）和DHA（二十二碳六烯酸）多不飽和脂肪酸，同時它們也是被各個醫(yī)學團體公認的對人體有益的膳食成份。EPA和DHA可以降低心血管疾病以及相關代謝疾病的風險。如今，人體獲得EPA和DHA的主要途徑是通過食用野生以及人工養(yǎng)殖的海洋魚類。盡管某些類型的ω-3多不飽和脂肪酸還可以從一些植物種子中得到，例如亞麻籽油、菜籽油、豆油中都含有一定量的多不飽和脂肪酸α-亞麻酸（α-Linolenic acid, ALA），但盡管同為長鏈多不飽和脂肪酸，ALA有個明顯的缺點：它不能直接被人體吸收利用。當ALA被人體攝入后，還要在人體中經(jīng)過一系列的生物化學反應，才能將其轉化成可被人體直接吸收利用的EPA和DHA，并且這種轉化效率很低，通常不到10%。因此來自海洋魚類的EPA和DHA是僅有的可被人體直接高效吸收利用的ω-3長鏈多不飽和脂肪酸。

    那么海洋魚類是如何合成ω-3不飽和脂肪酸的呢？野生的海洋魚類可以通過捕食其它海洋生物（海藻）來積累ω-3魚油，而人工喂養(yǎng)的海洋魚類則可以通過投喂魚粉或者其它含有魚油的飼料來積累ω-3魚油（圖二：轉基因亞麻作物是如何生魚油）。

    圖二：轉基因亞麻作物是如何生魚油

    現(xiàn)如今，全球超過一半的水產(chǎn)品消費來自于人工的水產(chǎn)養(yǎng)殖。越來越越多人選擇消費ω-3魚油，但海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要以及環(huán)境污染的限制，魚油的產(chǎn)量逐漸不能滿足消費的需要。因此我們需要尋找其它生產(chǎn)ω-3魚油的途徑。洛桑研究所的最新研究為尋找新的魚油來源提供了一種可能。他們的研究結果顯示：通過轉基因的方式改造油料作物薺藍，可以使這種油料作物在它的種子里合成這種有利于人體健康的ω-3魚油。這就為在陸地上可持續(xù)生產(chǎn)ω-3魚油提供了可能，從而可以最終緩解來自海洋的壓力。

    由英國政府支持的“生物技術與生物科學研究理事會（BBSRC）”資助了該項目的研究工作。這種轉基因亞麻作物的開發(fā)者之一，洛桑研究所高級研究員，Olga Sayanova博士認為第一年田間試驗結果非常可喜。

    最初，他們在一種能夠進行光合作用的海洋微生物（海藻）中發(fā)現(xiàn)了7個可以用于合成ω-3魚油的基因。有人可能會想，既然海藻可以直接合成EPA和DHA，為什么我們不人工養(yǎng)殖海藻，并直接從海藻中提取EPA和DHA呢？這種想法或許可以實現(xiàn)，但是以現(xiàn)在的技術而言，即便可以成功從海藻中成功提取EPA和DHA，那么提取的工序將非常的復雜，最終將導致魚油的成本也會很高。所以現(xiàn)階段也沒有人采用這種方式從海藻中提取EPA和DHA。但是我們可以采用別的方式讓海藻幫我們生產(chǎn)EPA和DHA。經(jīng)過多年的研究，他們最終將這7個合成EPA和DHA的基因轉入了亞麻油料作物中。

    盡管先前的溫室試驗已經(jīng)表明這種轉基因作物具有生產(chǎn)ω-3魚油的特性，但是仍然需要通過規(guī)模化的田間試驗來進一步證明這種可以高效合成ω-3魚油的特性對作物本身的生長和產(chǎn)量沒有任何不良影響。他們通過一年的田間種植和監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：這種轉基因的亞麻作物相對于非轉基因亞麻作物而言，轉基因亞麻在萌發(fā)，生長，開花，結果以及種子的大小，上沒有任何表型上的差異。

    項目主持人、洛桑研究所的Johnathan Napier教授認為他們開發(fā)的這種具有合成ω-3魚油的轉基因作物應該是迄今為止最為復雜的一種基因工程植物。因為現(xiàn)有的已經(jīng)經(jīng)過田間試驗的轉基因作物大多是轉入了某個抗病，抗蟲，抗旱的基因，而這種能夠合成ω-3魚油的轉基因作物里總共被轉入了7個相關基因。

    Napier教授認為這是一個里程碑式的時刻，它為開發(fā)富含魚油的魚飼料提供了一種真正的可持續(xù)發(fā)展道路。因為在起始階段這種富含ω-3魚油的亞麻籽油不會直接賣給消費者，而是會將這種富含ω-3的亞麻提取物作為飼料添加劑來喂養(yǎng)鮭魚等養(yǎng)殖魚類?；蛟S首先將這種轉基因ω-3魚油作物飼料添加劑會更容易更快捷的通過歐盟的轉基因審核。此外，很多種魚和其它脊椎動物一樣，自身并不能將合成ω-3魚油所需的短前體物有效地轉化成ω-3多不飽和脂肪酸。然而，如果將這種能夠富含ω-3魚油的植物種子提取物作為魚飼料去喂養(yǎng)人工養(yǎng)殖的魚類，就可以幫助這些魚從飼料中快速的積累ω-3魚油，最終滿足人類對ω-3魚油的需求。

    洛桑研究所的科學家們今年將繼續(xù)在它們的試驗農場中對這種轉基因亞麻作物進行進一步的田間試驗。這種田間試驗很可能會持續(xù)到2017年。在今年的田間實驗中，他們將種植兩種不同的轉基因亞麻作物品種，并同時種植非轉基因亞麻作物用于對照試驗。其中一種轉基因品種與這篇文中描述品種一樣，具備同時合成EPA和DHA兩種ω-3魚油的能力，而另一種轉基因亞麻作物品種只能合成EPA而不能合成DHA。隨后科學家將會對這兩種轉基因品種進行比較，同時也會將這兩種轉基因品種與他們同時種植的非轉基因品種進行比較，最終會分析他們之間在生長發(fā)育，開花結果以及種子大小等各方面表型有沒有什么差異。為了確保試驗不會干擾，這塊用于田間試驗的試驗田的四周都圍著高2.4米的鐵絲網(wǎng)，以便于避免無關人士的進入，同時也可以防止兔子等哺乳動物啃食轉基因植物。當轉基因作物開始開花時，試驗田的上方也將覆蓋防鳥網(wǎng)，免得麻雀之類的小鳥吃轉基因亞麻種子。

    除了洛桑研究所以外，美國的孟山都公司也正在開發(fā)可以合成其他種不同ω-3魚油的大豆。但是Napier教授說他們研發(fā)的這種通過亞麻合成的ω-3魚油比孟山都公司研發(fā)的通過大豆合成的ω-3魚油更接近真實的魚油。可以預見，在不久的將來，這項研究不僅能產(chǎn)生廣泛的社會效益，而且還對人類健康有益，同時還可以推動和保護漁業(yè)和海洋環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

    參考文獻：

    The first GM oilseed crop to produce omega-3 fish oils in the field, Food security news. 2015, http://www.bbsrc.ac.uk/news/food-security/2015/150708-pr-first-gm-oilseed-crop-omega-3-fish-oils-field/

    An extensive Q&A on Rothamsted Research's GM Camelina project. 2015,

    http://www.rothamsted.ac.uk/camelina/questions-and-answers

    Field trial evaluation of the accumulation of omega-3 long chain polyunsaturated fatty acids in transgenic Camelina sativa: Making fish oil substitutes in plants. 2015,

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221403011500005X

    UK trial shows fish oil could be grown in fields. 2015,

    http://www.ft.com/cms/s/0/e3bf2ac8-248b-11e5-bd83-71cb60e8f08c.html#axzz3fN43Z9i3

    New GM cereal crop produces fish oil in its seeds. 2015,

    http://www.independent.co.uk/news/science/new-gm-cereal-crop-produces-fish-oil-in-its-seeds-10372772.html?origin=internalSearch

    作者周彬彬為愛爾蘭都柏林大學博士后，專業(yè)方向：麥類作物抗病育種。