揭开黄瓜苦味的基因秘密 或培养理想品种制抗癌新药

2014-12-01 09:01 | 作者: 李苑 陈鹏军 杨琼 | 标签: 黄瓜

中国农科院深圳农业基因组研究所黄三文团队先后测序2.4万个黄瓜基因,查找到400万个变异位点,相关研究成果于国际顶级学术期刊发表——

黄瓜是我们餐桌上的常见蔬菜,但总有些黄瓜吃起来偏苦涩,近日,我国科学家发现黄瓜发苦的基因。11月28日出版的国际顶级学术期刊——《Science》(《科学》)以长篇幅论文的形式发表了由中国农业科学院深圳农业基因组研究所副所长黄三文研究员领导完成的黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制研究。

该项研究揭开了黄瓜发苦的秘密,有望改变其味道,同时为开发合成抗癌药物打下基础。同时,这也是该所在大鹏新区成立7个月来取得的第三项重大科研成果。

野生黄瓜。(图片来源于《Science》)
 

◆基因组研究提高蔬菜育种水平

据了解,我国蔬菜产业总产值达1.2万亿元,培育具有自主知识产权、商品性状好的品种是保障“菜篮子”供应的首要条件。跨国种子公司凭借雄厚的资金支持以及长期在遗传育种基础研究上积累的技术力量,已在育种技术和手段上大幅领先于我国民族种业。随着市场逐渐放开,我们国家的蔬菜种业发展受到了跨国种业公司的严重挤压,很多国外蔬菜种子卖到了1元钱1粒,菜农们用种成本很高。

为了扭转不利局面,亟须提高蔬菜育种的水平,其中加强主要蔬菜作物生物学基础研究是主要突破口。黄三文团队先后发起和参与了多个重要作物的全基因组测序工作,希望建立我国在基因组学研究方面的优势,促进我国蔬菜作物生物学基础研究,并推动从传统育种方式向全基因组设计育种的跨越式转变,从而提升民族种业的核心竞争力。

◆培养理想黄瓜可抗虫防癌

据介绍,黄瓜原产地在印度,它的野生祖先和黄连一样苦,过去在印度,黄瓜经常作为泻药使用。经过人工长期驯化,黄瓜如今已成为可口蔬菜,但少部分黄瓜在干旱、高温等条件下依然发苦。黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制研究综合采用了基因组、变异组、转录组、分子生物学和生物化学等多种技术手段,解决了长期影响黄瓜生产的一个重大应用问题。这是蔬菜基因组研究直接用于品种改良的优秀范例。

黄三文团队历经5年,先后测序2.4万个黄瓜基因,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10吨瓜叶中提炼出数毫克的苦味元素。“在黄瓜的2.4万个基因中,苦味来自于一种葫芦素合成的物质,而葫芦素是由9个基因负责,其中两个像开关一样直接控制着果实和叶片的苦味。”据黄三文介绍,研究发现人类可以控制一个“开关”,让黄瓜不变苦。另外,研究中还惊喜地发现:让黄瓜变苦的葫芦素具有抵抗病虫害,抑制肝癌、前列腺癌细胞生长的功效。

“我们可以培养理想的黄瓜,让它的叶片是苦的,这样能够抵抗病虫害。同时,让它的果实不苦,保障农民的生产效益。”黄三文说,现在发现合成黄瓜苦味的物质基因后,可以通过酵母基因来生产苦味物质,为抗癌的新药提供了一条新思路。“这项研究意义重大,为世界蔬菜安全作出贡献。我为你和你的团队感到高兴和骄傲!”对于该项研究成果,中科院院士李家洋如是说。

◆□相关链接

从“根”上研究建国际一流研究所

深圳基因组研究所系中国农科院和深圳市政府合作建设,是目前国内唯一专门从事农业基因组学基础及应用研究的国家级公益性研究所。该所成立半年来,已产出三项重大成果:国际黄瓜变异组研究成果,构建番茄变异组图谱,黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制研究。

11月22日,农业部部长韩长赋赴基因组研究所调研,指出要以深圳速度建设基因组研究所,并强调要按照国家科技发展战略和中央创新驱动要求,围绕现代农业发展的突出问题,立足深圳,面向全国,放眼世界,高起点规划建设,从“根”上研究,高位嫁接,加强基础研究,把研究所建成基础所、平台所、人才所、前沿所、深圳所,实现人才共享、设施共享、项目共享,力争把研究所建成具有国际先进水平的一流新型研究所。

来源:深圳侨报

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