黃瓜脆甜多汁、物美價(jià)廉，深受吃貨們的喜愛。但是很多人或許都有過這樣的慘痛經(jīng)歷：有些黃瓜快吃到瓜蒂時(shí)，忽然變得非?？啵嗟阶屓穗y以忍受。這個(gè)苦味是怎么來(lái)的呢？其實(shí)，我們現(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的黃瓜都是野生黃瓜經(jīng)過馴化的品種，之所以偶爾會(huì)有苦黃瓜，是因?yàn)檫@些馴化黃瓜的祖先——野生黃瓜就是苦的。野生黃瓜，也稱苦黃瓜，原產(chǎn)于印度，可用作瀉藥，它的果實(shí)和黃連一樣苦，輕咬一口就會(huì)讓人受不了。所以沒有完全被馴化的黃瓜品種在種植條件不好的情況下，就會(huì)出現(xiàn)類似于“返祖現(xiàn)象”的苦味。這種苦味來(lái)自一種叫葫蘆素的物質(zhì)，它本是黃瓜抵抗植物病蟲害的化學(xué)武器，也有研究證明其具有抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的潛質(zhì)，但是對(duì)吃黃瓜的人來(lái)說，這可不是什么理想的味道。
要想解決這一問題，就要從苦味物質(zhì)產(chǎn)生的分子機(jī)理入手。近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所研究員、深圳農(nóng)業(yè)基因組所副所長(zhǎng)黃三文課題組完成了黃瓜苦味合成、調(diào)控及馴化的分子機(jī)制的研究，揭示了黃瓜變苦的秘密。研究論文[1]于11月28日發(fā)表在期刊《科學(xué)》（Science）上。果殼網(wǎng)科學(xué)人就此對(duì)論文第一作者，該課題組的馬永碩博士進(jìn)行了采訪。
研究表明，黃瓜苦味的合成和調(diào)控過程中，一共涉及了11個(gè)關(guān)鍵基因，其中9個(gè)基因負(fù)責(zé)苦味物質(zhì)葫蘆素的合成，而另外的兩個(gè)基因Bl基因和Bt基因則是控制這9個(gè)基因表達(dá)與否的“開關(guān)”，因此，它們被形象地命名為“主開關(guān)基因”，這兩個(gè)主開關(guān)基因中，Bl基因負(fù)責(zé)控制葉片的苦味，Bt基因控制果實(shí)的苦味。馬永碩向科學(xué)人介紹說，栽培黃瓜馴化過程中，控制果實(shí)苦味的Bt基因受到選擇，在其基因啟動(dòng)子區(qū)-3171bp位置出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)變異（structure variation）插入，使得Bt基因不能表達(dá)，從而導(dǎo)致黃瓜由苦變得不苦；但是，這步馴化是不完全的——當(dāng)黃瓜種植條件不佳時(shí)，黃瓜就會(huì)產(chǎn)生苦味。那么我們能不能從外表辨認(rèn)認(rèn)出哪個(gè)黃瓜苦，哪個(gè)黃瓜不苦呢？馬永碩表示，苦味黃瓜目前還不能從外表上來(lái)分辨，不過市場(chǎng)上的黃瓜出現(xiàn)苦味的位置一般在瓜蒂部位。
對(duì)于如何徹底解決黃瓜的苦味問題，馬永碩介紹說，如果Bt基因的啟動(dòng)子區(qū)域再次發(fā)生突變，即-1601bp位置的出現(xiàn)突變，那么黃瓜在種植條件不好時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生苦味了，這樣就可以避免苦味對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響，培育出真正的甜味黃瓜——或許對(duì)普通人來(lái)說，這應(yīng)該是這項(xiàng)研究中最令人興奮的地方，將來(lái)再也不用為如何挑選黃瓜發(fā)愁。而且馬永碩指出，如果可以讓黃瓜在逆境條件下也不會(huì)變苦，就不會(huì)因此影響黃瓜的銷量，從經(jīng)濟(jì)上就不會(huì)給農(nóng)民造成太大的損失，這點(diǎn)對(duì)農(nóng)民來(lái)說是非常重要的。
當(dāng)然，研究的意義可不僅限于讓我們從此告別苦黃瓜。通過精確調(diào)節(jié)果實(shí)和葉片中那2個(gè)主開關(guān)基因的表達(dá)模式，我們既可以讓黃瓜果實(shí)中不積累苦味物質(zhì)，保證黃瓜的商品品質(zhì)；同時(shí)還可以提高葉片中的葫蘆素含量，用于抵御害蟲的侵害，減少農(nóng)藥使用。育種專家們也正在利用這個(gè)分子育種方案培育新型黃瓜品種。馬永碩提到，目前黃瓜苦味物質(zhì)的合成途徑只完全解析了其中4步，還有幾步?jīng)]有完全解析，下一步研究就是完全解析葫蘆素的生物合成途徑，最終實(shí)現(xiàn)在酵母中合成葫蘆素。就像人工合成抗瘧疾的青蒿素一樣，人工合成具有藥用前景的葫蘆素，也將指日可待。
