中国农科院水稻研究所种子发育团队，利用合成生物学手段将水稻种子油脂含量从2.3%提升至11.7%，为高产水稻、玉米、马铃薯、木薯等淀粉类粮食作物转换为油料用途提供了新的技术途径和思路。相关研究近日在线发表于《植物通讯》。大豆、油菜等油料作物通常具有高油脂、高蛋白、低产特性，比如，大豆含油量为15%~26%、蛋白含量约为40%、单产约为2吨/公顷。
而水稻、马铃薯等粮食作物产量相对较高，但油脂、蛋白含量偏低，比如水稻含油量为2%~3%、蛋白含量约为10%、单产约为7吨/公顷。提升粮食作物籽粒的油脂含量，是摆脱我国植物油脂供给大量依赖进口的重要途径之一。理论上，水稻在产量不变的前提下，其油脂含量从2%提升至6%即可成为大豆的替代油脂来源。该研究通过集成“提效”“引流”和“扩容”3种策略提升水稻种子的油脂含量。
最终在我国南方稻区的主栽品种——南粳46中创制了高油脂水稻种质，其糙米中油脂相对含量由2.33%提升至11.72%，为目前已报道的淀粉类粮食作物中的最高油脂水平，媲美大豆等油料作物，单粒种子油脂含量也由0.5毫克提升至1毫克。但是，由于油脂合成效率仍偏低，高油脂水稻种质的籽粒产量下降了40%。
研究表明，从油料作物中引入高效的油脂合成通路，并适度将碳源底物从淀粉合成引流至油脂合成，将是进一步提升水稻油脂含量和维持合理产量水平的关键。