百变服装随着生物工程技术的进步，尤其是转基因技术的发展，工程重组蛋白的生产在药物、食物品质、饲料、酶类产品以及多种工业生产活动中发挥越来越重要的功能。而目前大多数工程蛋白的合成来自于哺乳动物、昆虫、真菌或细菌的细胞培养，由于卫生条件要求较高且操作灵活性较差，往往价格比较昂贵【1】。转基因作物的规模化种植可能会提供更加安全和廉价的产品。早期生物工程植物主要生产溶菌酶、胰蛋白酶、淀粉酶等工业蛋白质，后来迅速的应用于生物医药产品的商品化。到目前为止，已经有超过20种植物生产的药物蛋白应用到包括埃博拉病毒、禽流感、口蹄疫、新城疫的治疗以及多种兽用疫苗的生产【2】。

　　目前植物工程蛋白表达商业化的应用主要在细胞核转化，叶绿体工程的应用还未受到相应的重视【3】。但质体工程有很多优势，例如，叶绿体基因是严格的母系遗传，因而不会产生基因污染；叶片质体数量众多，质体转化大大提高转基因拷贝数；保守基因在质体中表达水平和同源重组效率非常高，使得叶绿体转化植株产生重组蛋白的效率大幅度提高【4,5】。温室中光照条件不足会影响转基因植物的正常发育，空间限制使得转基因植物生产成本较高，在田间高光照强度、复杂的环境条件下叶绿体工程植物可能与温室中的表现有所差异。

　　本研究在通过烟草叶绿体中异源表达细菌纤维素酶Cel6A，构建了两个叶绿体转化烟草系TetC-cel6A和NPTII-cel6A。该研究发现，转基因烟草的田间生物量和光合效率与野生型没有显著差异（图1）。随后研究人员评估了转基因烟草的重组蛋白表达情况，总体上转基因烟草在田间产生重组纤维素酶总量较高，但占可溶性蛋白总量（TSP）比重低于温室条件。

　　植物内在的资源配置对组成性外源蛋白生产的影响是一个复杂的生物学问题，也是决定植物生产高价值蛋白经济可行性的关键因素。本研究揭示了叶绿体转基因植物根据其环境条件调整生产Cel6A的策略（图 2）。在温室条件下转基因植物将蛋白质资源从内源蛋白质重新分配到生产Cel6A（Scenario1）；相反，田间栽培条件下转基因植物可能需要大量产生内源蛋白以保持旺盛的生长（Scenario 2/3）。在第1年，转基因植物增加了TSP的合成，以满足Cel6A合成的需求，同时保持了内源蛋白的产生（Scenario 2)；而在第2年，田间转基因植物，内源蛋白产生减少，同时Cel6A合成也减少（Scenario 3）。

　　本研究表明大田种植的叶绿体转基因烟草能够通过提高总蛋白合成或重新分配不必要内源蛋白，进而提高重组蛋白的表达水平。据此推测，田间规模化种植质体转基因烟草有望大幅度降低特定蛋白的生产成本。