广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队在食品科学领域知名期刊上发表综述:基于营养蛋白质组学的食用菌功能蛋白菌株定向选育研究进展
广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队在食品科学领域知名期刊上发表综述:基于营养蛋白质组学的食用菌功能蛋白菌株定向选育研究进展
2025年5月16日,广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队在国际食品期刊《Food Bioscience》(中科院一区,IF: 5.9)在线发表题为“Research progress on the directional breeding of function protein producing strain of edible fungi based on the nutritional proteomics”的综述性论文。吴清平院士和胡惠萍高级工程师为通讯作者,华南理工大学博士研究生缪楠与广东省科学院微生物研究所刘远超博士为共同第一作者。论文得到广东省重点领域研发计划专项(项目编号:2022B0202020004)资助。
蛋白质作为人类营养的核心组成部分,在维持生命活动和促进健康等方面扮演着至关重要的角色。现有的蛋白质来源难以满足多样化需求,市场上主流的动物蛋白源,如肉类和奶制品,不仅生产成本高昂,且占用大量土地资源,并在生产过程中产生温室气体排放,对环境造成压力;植物蛋白源如豆粕蛋白,虽成本低廉,但在营养成分上常缺乏一种或多种人体必需的氨基酸,且存在人畜竞争问题。在此背景下,探寻和开发新的、可持续的蛋白质来源尤为重要。食用菌蛋白质凭借其全面的氨基酸组成、低热量、低钠含量、低饱和脂肪酸比例、高膳食纤维含量,以及丰富的多种维生素和微量元素等营养优势,更兼具抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗炎和抗氧化等多重独特的功能活性,成为一种极具开发潜力的新型蛋白质来源。
综述亮点:
1.揭示食用菌蛋白质的巨大潜力:文章系统总结了常见食用菌的氨基酸组成、蛋白质含量及其丰富的功能性蛋白种类。这些蛋白质被证实具有显著的抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗病毒、抗氧化等多种生物活性。
2.聚焦“定向选育”关键技术:面对全球日益增长的优质蛋白质需求,如何高效培育出高产、高活性功能蛋白的食用菌菌株是核心挑战。文章重点综述了该领域的前沿选育技术,包括:
① 物理化学诱变育种:利用紫外、激光、离子束(如氮离子束)、常压室温等离子体(ARTP)等诱变技术,筛选获得蛋白含量或特定功能蛋白活性显著提高的优良菌株。
② 现代分子育种技术:应用分子标记辅助选择(如SNP、ISSR)、基因组学/转录组学分析挖掘关键基因,以及革命性的CRISPR/Cas9基因编辑技术。文章特别指出,通过基因编辑精确调控代谢通路,有望将更多碳源高效转化为目标蛋白,显著提升蛋白产量和碳转化率。
3.优化高效生产技术:文章还探讨了利用液态深层发酵技术规模化生产食用菌蛋白的优势,并介绍了如何通过优化培养基配方、精准控制发酵条件以及应用统计学模型来最大化菌丝体生物量和蛋白质产量。
研究的意义:
该综述不仅系统梳理了食用菌功能蛋白质的价值与功能蛋白菌种定向选育的研究现状,更指明了通过整合传统诱变、现代分子生物学和发酵优化策略,实现食用菌功能蛋白定向、高效、绿色生产的未来发展方向。这为开发新型可持续蛋白质资源、满足健康产业需求、推动食用菌产业的高值化升级提供了重要的理论依据。
Fig. Future development directions for the selection and breeding of high-protein fungal strains
DOI:https//doi.org/10.1016/J.FBIO.2025.106859
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