他们用20年破解“好油”密码

在健康饮食理念日益深入人心的今天，食用油中的营养成分成为公众关注的焦点。作为人体必需但无法自身合成的Omega-3脂肪酸，其膳食补充尤为重要。然而，传统油料作物如油菜籽中的Omega-3含量普遍偏低，通常不足10%，难以满足现代人的营养需求。

西北农林科技大学农学院教授张猛团队历经近20年研究，在油料作物营养强化领域取得重大突破。通过创新性的基因工程技术，团队成功培育出亚麻荠新种质，其亚麻酸（重要的Omega-3脂肪酸）含量高达69.5%，创下油料作物Omega-3含量的新纪录。

该突破不仅显著提升了油料作物的营养价值，更为解决人群Omega-3摄入不足问题提供了可持续的植物性解决方案。该成果近日发表在《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）。

10%→50%→69.5%

张猛指出，亚麻酸（α-亚麻酸，ALA）作为Omega-3脂肪酸的核心成员，在调节血脂、维护心血管健康方面发挥着不可替代的作用。然而，目前市场上销售的食用油的亚麻酸含量普遍不足：如菜籽油仅为7-10%，葵花籽油低于2%，花生油甚至低至1%以下，远不能满足人体日常需求。

打个比方：“油脂的物理状态就像它们的‘性格’——常温下牛油很坚硬，猪油呈软膏状，而植物油保持液态，这主要取决于脂肪酸的饱和程度。亚麻酸作为多不饱和脂肪酸，能增强细胞膜流动性，就像给血管‘减负’，从而降低心血管疾病风险。”

此前，科学家通过基因工程已将油料作物的亚麻酸含量提升至50%，而张猛团队通过创新的基因工程技术，成功将亚麻酸含量提高至到69.5%。“这一成果创造了该领域的最高水平记录。”张猛表示。

2024年，张猛团队成员播种后合影。受访者供图

这一成果的产业化潜力巨大。张猛算了一笔账：“我们选育的亚麻荠种质亩产约100公斤种子，按照种子40%的含油量和69.5%的亚麻酸含量计算，一亩地的产出可满足2万人一天的亚麻酸需求。这意味着未来人们可以更便捷、高效地获取这一关键营养元素。”

不升反降？

在探索提高亚麻酸含量的科研道路上，张猛团队遭遇了两个关键性难题。亚麻酸的生物合成需要FAD2和FAD3两种关键酶的协同作用，这两种酶负责将单不饱和脂肪酸逐步转化为多不饱和脂肪酸。“自1993年这两种酶被发现以来，关于FAD3的应用研究报道很多，但FAD2却鲜有报道，这引起了我的浓厚兴趣。”张猛回忆道。

2014年，张猛团队成员在收割油料作物。受访者供图

研究团队选择了亚麻荠作为研究对象，这种植物本身就具有较高的亚麻酸含量，野生品种可达30%左右。在研究中，团队设计了三种实验策略：让FAD2和FAD3两种酶串联表达；使FAD2和FAD3仅在种子中特异性表达；阻断超长链脂肪酸（对人体无益）的合成通路。

“就像治理水系一样，我们一方面拓宽亚麻酸的‘主渠道’，同时堵塞长链脂肪酸的‘支流’。”张猛解释道。

然而，第一种策略的试验结果却令人大跌眼镜。几年间，团队在油菜、亚麻、亚麻荠和拟南芥几种植物上的反复验证，亚麻酸含量不仅没有提升，反而大幅度降低，如在亚麻上从40%多骤降至10%左右。“理论推导完全成立，但实验结果却截然相反。这也解释了为何FAD2的研究报道如此之少，因为这是个真正的科研难题。”张猛向《中国科学报》坦言。

为解决这一难题，经过多年持续攻关，团队成员、博士生杜昶终于发现了问题的根源：植物的“基因沉默”防御机制。“就像人体具有免疫系统一样，植物也会保护其关键基因不被改变，这可能是长期进化形成的自我保护机制。正是因为厘清了这种机制，才有了我们后续的技术策略和升级。”张猛解释道。

为解决这一难题，团队尝试了多种方法：最初通过在基因沉默突变体中表达FAD2基因来突破防御，但也会导致植物抗病性下降；随后又尝试在各种组织中恢复基因表达，仅限制其在种子中低表达……这些方法虽然有效提升了亚麻酸含量，却影响了植物的健康性状。

“经过反复试验，我们创新性地采用全编码区‘同义突变’策略，在不改变蛋白质功能的前提下，通过基因序列的大幅度调整，巧妙地规避了植物的防御系统。”论文第一作者、博士生李娜介绍。这项关键突破历时六年才得以实现，为后续研究奠定了重要基础。

90%痛苦的科研时间

“痛并快乐着。”谈及这项历时二十年的科研项目，张猛称就像登山者明知前路艰险，却依然被峰顶的风景所召唤一样。

2006年，张猛在加拿大的实验室。受访者供图

那段实验数据不升反降的日子，是张猛科研生涯中最煎熬的一段时光，也让他一度陷入自我怀疑：是科学规律本身需要逐步突破？还是研究方向根本就是错的？这项研究是否注定无法成功？

“科研90%的时间都是痛苦的，但要有咬定青山不松口的劲头。”张猛说，“当你解决一个难题时，新的挑战已经在前方等待。这种永无止境的探索，正是科研的本质。”

目前，这项突破性研究虽仍在实验室阶段，但其产业化前景令人期待。“亚麻荠作为非主要农作物，审批流程相对较快，预计1-2年内就能获得商业化推广许可。”张猛透露，团队正在将该技术拓展至油菜等主要油料作物，有望重塑食用油市场榜局。

张猛表示，这项研究的价值不仅体现在技术创新层面，更在于精准回应了现代人对健康饮食的迫切需求。随着Omega-3脂肪酸健康功效的普及，高亚麻酸食用油必将引领新的消费潮流。目前，团队已规划好技术升级路线图，不断推出2.0、3.0版本，未来也将向更高含量的目标迈进。