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我國科學家揭開苦味黃瓜的秘密

2014-12-02 17:10來源:人民日報瀏覽: 評論(0)

      吃黃瓜大多數人一定喜歡那種清甜的味道,然而苦味黃瓜可能對人體更有利。今天出版的國際頂級學術期刊——《Science》(《科學》)以長篇幅論文的形式發表了由中國農業科學院蔬菜花卉所研究員、深圳農業基因組所副所長黃三文領導完成的黃瓜苦味合成、調控及馴化分子機制研究。這項研究揭開了黃瓜變苦的秘密,或為將來開發合成治療癌癥的藥物打下基礎。

  中國農業科學院今天為此在京舉行新聞發布會,黃三文介紹,黃瓜原產于印度,野生黃瓜在印度是作為瀉藥使用的。因為它的果實和黃連一樣苦,輕咬一口就會讓人受不了,所以沒有人愿意吃。但野生黃瓜中有很多有益的農藝性狀基因,尤其是對主要黃瓜病害具有非常好的抗病性,因此它們對于培育抗病黃瓜品種是非常寶貴的材料。

  黃三文說,我們現在食用的黃瓜都是從極苦的野生黃瓜馴化來的,因此了解黃瓜馴化的遺傳機理對于黃瓜品質育種具有重要指導意義。由于黃瓜缺少成熟的研究體系,研究起來困難較大。為了破解黃瓜苦味合成、調控及馴化的分子機制,黃三文團隊從實驗室早期積累的黃瓜基因組大數據中挖掘重要的線索,再結合傳統的遺傳學、代謝組學、生物化學和分子生物學等知識驗證這些線索,開展深入研究。

  黃三文說,這項研究揭示了黃瓜苦味合成、調控及馴化的分子機制,共涉及11個基因。即:發現了苦味物質葫蘆素是由9個基因負責合成的,其中4個基因的生物化學功能已經確證了;這9個基因受到2個“主開關基因”(Bl和Bt)的直接控制,Bl控制葉片苦味,Bt控制果實苦味;在野生極苦黃瓜向栽培黃瓜馴化過程中,Bt基因受到選擇,導致無苦味黃瓜的出現,但在逆境條件下仍然會變苦;發現Bt啟動子區域的一個突變能夠使得黃瓜在逆境條件下也不會變苦,通過精確調節果實和葉片中Bt和Bl的表達模式,可以確保黃瓜果實中不積累苦味物質,保證黃瓜的商品品質,同時提高葉片中的葫蘆素含量用于抵御害蟲的侵害,減少農藥的使用。

  黃瓜苦味物質葫蘆素具有很好的藥用價值。最早在本草綱目中就記載甜瓜的瓜蒂具有催吐及消炎的功效,而瓜蒂中含有大量的葫蘆素。現代醫學研究還發現葫蘆素能夠抑制癌細胞的生長,可與其他抗癌藥物一塊用于癌癥治療。黃三文表示,正在與有關科研單位合作研究,葫蘆素的合成和調控機制一旦破解,或為將來開發合成治療癌癥的藥物打下堅實的基礎。

  專家認為,黃三文團隊綜合采用了基因組、變異組、轉錄組、分子生物學和生物化學等多種技術手段,解決了長期影響黃瓜生產的一個重大應用問題,這是蔬菜基因組研究直接用于品種改良的優秀范例,為培育超級黃瓜提供了可供選擇的育種方案。

 

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