科学家揭示瓜蔬好吃的秘密

2016-12-01 16:06 来源: 中国科学报
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  消费者常抱怨有的蔬菜和水果不好吃,缺少了其应有的味道。而味道的获得与丢失和植物中次生代谢产物的分布和积累情况密切相关。我国科学家用研究揭示了能让蔬菜瓜果更加好吃的秘密。美国时间11月28日,《自然·植物》在线发表中国农业科学院蔬菜花卉研究所副研究员尚轶、研究员黄三文组织完成的论文《葫芦科作物苦味性状的趋同驯化与差异进化》。

  尚轶告诉《中国科学报》记者,次生代谢产物是植物在与外界环境长期相互作用过程中产生的天然化合物,有的具有令人愉悦的清香味;有的却具有苦味或毒性,是植物合成的“天然农药”,被植物用来抵御害虫。

  因此,要找回原来的味道,意味着必须对植物次生代谢产物的发生进行精准调控,在作物可食用的部位积累令人愉悦的化合物,同时避免苦味、涩味物质的出现。“由于植物含有数以万计、结构各异的代谢产物,要实现这一目标必须在基础研究领域有所突破,而这一直都是该领域的研究重点和难点。”黄三文说,与大田作物和模式物种相比,蔬菜作物研究的基础比较薄弱。

  为此,2005年以来,黄三文的科研团队一直致力于蔬菜作物基因组、转录组、变异组等大数据研究,希望通过大数据研究来带动整个蔬菜作物基础研究。

  随后,尚轶小组开始将基因组等大数据与代谢研究相结合,尝试将大数据研究应用到植物次生代谢研究中。在阐明了黄瓜苦味物质生物合成、调控及驯化的机制之后,他们又迅速研究葫芦科植物如西瓜、甜瓜等是否存在类似的分子机制。经过两年时间的努力,尚轶小组揭示了葫芦科植物苦味性状趋同驯化与差异进化的分子机制。

  “利用这一趋同驯化的特点,育种家可实现对西瓜、甜瓜根和果实中苦味合成分别进行精确调节,一方面确保果实中不积累苦味物质,保证商品品质,另一方面提高根中的苦味含量用于抵御土壤中的病菌、害虫的侵害。”尚轶解释说。此外,该研究首次利用比较基因组学阐明了不同苦味物质间结构细微差异产生的原因,为研究结构异常丰富的植物次生代谢产物多样性提供了重要借鉴。