水稻功能基因组学研究创新团队成功创制富含“快乐因子”的水稻
大米不只是果腹之粮，更可能成为调节情绪、促进健康的“天然快乐源”。中国水稻研究所水稻功能基因组学研究创新团队成功创制富含5-羟色胺（5-HT）及其衍生物褪黑激素（MT）的功能型水稻种质，为主粮营养强化和人类健康改善提供了新路径和新资源。相关成果于11月18发表于《Nature Communications》上。
5-HT/MT是一种重要的神经递质，广泛参与情绪调节、免疫功能、睡眠质量和消化健康等多个生理过程。因此，5-HT/MT也成为当今备受关注的膳食补充剂。然而，当前市场上的合成型5-HT/MT补剂存在副作用风险、成本较高以及适用人群受限等问题，限制了其广泛应用。相比之下，植物天然来源的5-HT/MT具有更好的生物利用度和安全性，成为膳食干预的重要发展方向。
研究团队系统解析了ABA信号通路与5-HT/MT生物合成之间的调控机制。研究表明，ABA可诱导水稻体内5-HT/MT的合成，其调控核心在于转录因子ABI5对关键合成酶基因的转录激活。更为重要的是，研究发现5-HT本身还可通过反馈机制调节ABA信号通路，抑制ABI5的磷酸化过程，从而形成一个激素与代谢物之间的动态调节回路。这一机制深化了对植物激素调控代谢的理解，开辟了功能性作物分子育种的新思路。
实验数据显示，该系列功能性水稻可为成年人提供丰富的5-HT补充，有望实现从“吃得饱”到“吃得好、吃得健康”的跨越。将情绪调节与主粮营养结合，是一项兼顾科技创新与民生福祉的重要发现。该研究不仅为稻米育种带来新的目标，也为开发富含情绪调节因子的功能性食品奠定了科学基础。
该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目和面上项目、中国农业科学院与浙江省青年人才项目资助。我所水稻生物育种全国重点实验室博士后崔元江、博士生侯欣跃和硕士生王安为该论文共同第一作者。钱前院士和任德勇研究员为共同通讯作者。
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https://www.nature.com/articles/s41467-025-65067-6