甜黄瓜有时变苦?

黄瓜脆甜多汁、物美价廉,深受吃货们的喜爱。但是很多人或许都有过这样的惨痛经历:有些黄瓜快吃到瓜蒂时,忽然变得非常苦,苦到让人难以忍受。这个苦味是怎么来的呢?其实,我们现在市场上销售的黄瓜都是野生黄瓜经过驯化的品种,之所以偶尔会有苦黄瓜,是因为这些驯化黄瓜的祖先——野生黄瓜就是苦的。野生黄瓜,也称苦黄瓜,原产于印度,可用作泻药,它的果实和黄连一样苦,轻咬一口就会让人受不了。所以没有完全被驯化的黄瓜品种在种植条件不好的情况下,就会出现类似于“返祖现象”的苦味。这种苦味来自一种叫葫芦素的物质,它本是黄瓜抵抗植物病虫害的化学武器,也有研究证明其具有抑制癌细胞生长的潜质,但是对吃黄瓜的人来说,这可不是什么理想的味道。

要想解决这一问题,就要从苦味物质产生的分子机理入手。近日,中国农业科学院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文课题组完成了黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制的研究,揭示了黄瓜变苦的秘密。研究论文于11月28日发表在期刊《科学》(Science)上。果壳网科学人就此对论文第一作者,该课题组的马永硕博士进行了采访。

研究表明,黄瓜苦味的合成和调控过程中,一共涉及了11个关键基因,其中9个基因负责苦味物质葫芦素的合成,而另外的两个基因Bl基因和Bt基因则是控制这9个基因表达与否的“开关”,因此,它们被形象地命名为“主开关基因”,这两个主开关基因中,Bl基因负责控制叶片的苦味,Bt基因控制果实的苦味。马永硕向科学人介绍说,栽培黄瓜驯化过程中,控制果实苦味的Bt基因受到选择,在其基因启动子区-3171bp位置出现了结构变异(structure variation)插入,使得Bt基因不能表达,从而导致黄瓜由苦变得不苦;但是,这步驯化是不完全的——当黄瓜种植条件不佳时,黄瓜就会产生苦味。那么我们能不能从外表辨认认出哪个黄瓜苦,哪个黄瓜不苦呢?马永硕表示,苦味黄瓜目前还不能从外表上来分辨,不过市场上的黄瓜出现苦味的位置一般在瓜蒂部位。

甜黄瓜

经过驯化的黄瓜,偶尔也会因为种植条件不佳而产生苦味。

对于如何彻底解决黄瓜的苦味问题,马永硕介绍说,如果Bt基因的启动子区域再次发生突变,即-1601bp位置的出现突变,那么黄瓜在种植条件不好时也不会产生苦味了,这样就可以避免苦味对黄瓜品质的影响,培育出真正的甜味黄瓜——或许对普通人来说,这应该是这项研究中最令人兴奋的地方,将来再也不用为如何挑选黄瓜发愁。而且马永硕指出,如果可以让黄瓜在逆境条件下也不会变苦,就不会因此影响黄瓜的销量,从经济上就不会给农民造成太大的损失,这点对农民来说是非常重要的。

当然,研究的意义可不仅限于让我们从此告别苦黄瓜。通过精确调节果实和叶片中那2个主开关基因的表达模式,我们既可以让黄瓜果实中不积累苦味物质,保证黄瓜的商品品质;同时还可以提高叶片中的葫芦素含量,用于抵御害虫的侵害,减少农药使用。育种专家们也正在利用这个分子育种方案培育新型黄瓜品种。马永硕提到,目前黄瓜苦味物质的合成途径只完全解析了其中4步,还有几步没有完全解析,下一步研究就是完全解析葫芦素的生物合成途径,最终实现在酵母中合成葫芦素。就像人工合成抗疟疾的青蒿素一样,人工合成具有药用前景的葫芦素,也将指日可待。

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