全球粮食系统正在遭受价格和供应冲击的影响。人类赖以为生的、占植物能量源一半以上的作物只有少数几种:水稻、小麦和玉米;与此同时,气候变化正在影响作物产量并导致作物病害暴发,导致许多较贫穷国家的粮食更加不安全。
充分利用更多种类的作物是应对食品危机的途径之一,例如香蕉。很多热带地区香蕉作为主食食用,全球有约4亿人依靠香蕉补充每日15%~27%的热量。
香蕉是世界上消费量最大的水果,亦是脆弱的食品供应链的典型代表。大约99%的出口香蕉只有一个品种:香芽蕉(Cavendish)。
香芽蕉又称卡文迪许香蕉,它包括两个商业上的重要品种:矮秆香芽蕉和大矮蕉。自20世纪50年代以来,它们一直是国际贸易最多的香蕉。香芽蕉是三倍体,无法有性繁殖,因此遗传多样性非常低,极度缺乏生物多样性,再加上单一栽培的密集种植环境,极易使之受到外界生物或非生物因素的胁迫(如植物病虫害和气候)和基因突变的影响,最终可能导致灭绝。
在香芽蕉之前流行的大麦克香蕉,便在20世纪初由于其无性繁殖与单一栽培,不敌毁灭性的巴拿马病而退出历史舞台。巴拿马病由一种尖孢镰刀菌引起。尖孢镰刀菌可分泌毒素,引发香蕉细胞程序性死亡,且该真菌对杀真菌剂有抵抗力,巴拿马病至今无药可治,被称为“香蕉癌症”。
而如今的氣候变化更增加了水果作物疾病爆发的风险。
近日,总部位于美国北卡罗来纳州的EloLifeSystems宣布完成了2450万美元的A轮融资,以用于抗病香蕉的田间试验;此外,该公司也在开发一种新的天然甜味剂,该甜味剂是在利用罗汉果遗传信息进行生物工程改造的植物中开发的,计划于2025年进入市场。
此次融资由AccelR8、NovoHoldings和DCVCBio等投资者牵头。该公司还透露,Elo预计将在2023年晚些时候启动B轮融资,以进一步扩大甜味剂的规模和研发渠道。
Elo于2021年12月从生物技术公司PrecisionBio分拆出来,专注于利用基因技术在食品和农业领域开展工作。后者是一家临床阶段生物技术公司,利用其ARCUS基因组编辑平台开发体外同种异体CAR-T疗法和体内疗法。
Elo的第一项重大举措与生物工程有关。2020年,该公司宣布与全球最大的优质新鲜食品生产商之一Dole合作,开发包括香芽蕉在内的多个香蕉品种,这些品种能够抵抗毁灭性的巴拿马枯萎病,这是一种快速传播的大流行病,威胁着价值250亿美元的香蕉产业。
当时,双方协定:Elo负责发现、评估和开发多种抗枯萎病方法,Dole负责TR4抗性香芽蕉品种的田间评估和商业化。除了支付商业化植物产品的使用费外,Dole还将全额资助Elo的研发工作。作为合作的一部分,Elo将结合其专有的归巢核酸内切酶,使用其专有的工具套件,包括尖端知识挖掘平台、基因发现管线、性状验证工作流程和转化农业的端到端专业知识基于基因组编辑平台,以在这种重要的克隆繁殖作物中开发潜在的TR4抗性香蕉品种。
Elo也调查了不同种类的香蕉和近亲,甚至其他50多个作物的基因组,寻找可以使对这种真菌产生抗性的蛋白质种类。
据其首席执行官托德·兰兹表示,目前已有实验植物送到Dole在中美洲的试验田进行试验。香蕉大约需要九个月才成熟,预计年底可以得到相关数据。
此外,英国农业生物技术公司TropicBiosciences也在使用基因编辑技术来创造能够承受气候变化挑战的香蕉、咖啡和水稻等。
近年来,甜叶菊和阿洛酮糖成为流行的天然甜味剂。除此之外,罗汉果中的甜味剂成分罗汉果苷V也备受瞩目。
罗汉果原产于中国,其成分罗汉果苷V是一种三萜类糖苷。据国际食品信息委员会称,罗汉果甜味剂的甜度是糖的150~200倍;此外,它还具有零卡路里,不会导致蛀牙,糖尿病患者可以安全食用。
Elo一直在将使罗汉果如此甜美的遗传信息添加到各种常见且易于栽培的植物中。他们起初专注于将超甜的遗传信息整合到西瓜中;此外,Elo也在探索从高粱到甜菜和西红柿等植物作为罗汉果苷V的廉价表达系统。Elo表示:“我们与众不同的地方在于了解复杂的代谢途径,以生产广受欢迎但也很难生产的分子。”例如,就甜菜而言,Elo已经建立了加工作物成分(糖、糖蜜)的基础设施。
除了整合到不同的植物中,他们还创造了不同形式和强度的甜味剂。Elo正在与配料公司合作,将其加工成不同的形式。凭借改善口味、降低价格和扩大生产这三方面的优势,其目标是到2025年推出甜味剂。
此外,Elo还在研究其甜味剂成分的监管途径。因为这些植物是转基因的,其成分本身需要得到美国食品和药物管理局的认可。Rands披露,其开发的各种各样的罗汉果甜味剂已经获得GRAS认证。