日本筑波——红叶莴苣的红色源于花青素，花青素是一类多酚色素，因其抗氧化特性而备受研究。在植物中，花青素由氨基酸苯丙氨酸经酶促反应合成。在此生物合成途径中，多种黄酮类化合物（植物次生代谢产物的总称）作为中间体产生，并最终转化为花青素。
在这项研究中，研究人员利用基因组编辑技术使编码二氢黄酮醇4-还原酶的基因失活。该酶催化红莴苣中花青素合成的关键上游步骤。基因的破坏导致红色素的消失。代谢物分析还显示，其他类黄酮（包括槲皮素）的积累增加，表明类黄酮生物合成途径内的代谢流发生了重定向。
值得注意的是，这种基因改造并未对生菜的生长产生显著的负面影响，这凸显了通过促进前体积累而非花青素生成来控制类黄酮组成的潜力，同时还能保持正常的生长和产量。尽管还需要与绿生菜品种进行直接比较，但已知红生菜具有较高的多酚生物合成活性。因此，研究人员的方法代表了一种很有前景的策略，可用于开发具有定制功能成分的生菜品种。此外，由于类黄酮的生物合成受光照强度和温度等环境因素的强烈影响，这些发现可能有助于建立针对植物工厂优化的功能性生菜品种，从而实现对生长条件的精确控制。
Ezura 研究小组的研究由以下拨款资助：与企业、研究所和学术界合作的开放创新平台计划，日本科学技术振兴机构（JSTOPERA，JPMJOP1851）。
