中国农科院研究揭示黄瓜苦味合成调控机制

发布: 2014-12-02 |  作者: 佚名 |   来源: 中国农业科学院

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  本网讯  中国农业科学院蔬菜花卉研究所和深圳农业基因组研究所近日在京联合举行的新闻发布会,宣布黄三文科研团队通过历经5年的研究发现了黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制。这项研究揭开了黄瓜变苦的秘密,为将来培育无苦味黄瓜新品种和开发合成抗癌药物——苦味物质葫芦素迈出了关键一步。最新一期的国际顶级学术期刊《科学(Science)》杂志以长篇幅论文的形式发表了这一研究成果。

  据黄三文研究员介绍,科研团队在5年的时间里,先后开展了24000个黄瓜基因测序,查找到400万个变异位点,逐个品尝了20亩黄瓜地中的6万株黄瓜的瓜叶、瓜藤、瓜果的味道,从1吨瓜叶中提炼出数毫克的苦味元素。通过深入挖掘基因组学数据并结合代谢组学、遗传学、分子生物学等多种研究手段,揭示了9个基因负责苦味物质生物合成的代谢路径,同时发现这9个基因由两个“主开关”基因(Bl和Bt)直接控制,Bl控制叶片苦味,Bt控制果实苦味。在野生黄瓜向栽培黄瓜驯化过程中,Bt基因受到选择,导致无苦味黄瓜的出现。但这个驯化过程并不完全,黄瓜在逆境条件下生长仍然会变苦。通过精确调节果实和叶片中Bt和Bl的表达模式,可以确保黄瓜果实中不积累苦味物质,保证黄瓜的商品品质;同时提高叶片中的葫芦素含量用于抵御害虫的侵害,减少农药的使用。育种专家们正在利用这个分子育种方案培育新型黄瓜品种。

  黄瓜苦味物质葫芦素具有很好的药用价值。最早在《本草纲目》中就记载富含葫芦素的甜瓜瓜蒂具有催吐及消炎的功效。现代医学研究还发现葫芦素能够抑制癌细胞的生长,可与其他抗癌药物一块用于癌症治疗。黄三文表示,正在与有关科研单位开展合作研究,葫芦素的合成和调控机制一旦破解,或为将来开发合成治疗癌症的药物打下坚实的基础。

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