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胡蘿蔔顏色背後不為人知的基因秘密

胡蘿蔔顏色背後不為人知的基因秘密

2023-10-03 Comments 0 Comment

一項針對600 多種胡蘿蔔的基因藍圖進行的新研究表明,要使胡蘿蔔呈現橙色,需要三個特定的基因。令人驚訝的是,這三種所需基因都必須是隱性的,或者說是關閉的。論文的發現揭示了胡蘿蔔改良工作中的重要性狀,並可能使這種蔬菜對健康產生更好的益處。

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北卡羅來納州立大學人類健康植物研究所園藝科學副教授、今天(9 月28 日)發表在《自然-植物》上的一篇介紹這項工作的論文的共同通訊作者馬西莫-約里佐(Massimo Iorizzo )說:”通常情況下,要實現某些功能,需要基因開啟。”就橙色胡蘿蔔而言,調節橙色類胡蘿蔔素(維生素A的前體,已被證明對健康有益)的基因需要被關閉” 。

胡蘿蔔,尤其是橙色胡蘿蔔,含有大量類胡蘿蔔素,有助於降低眼疾等疾病的風險。在日常飲食中,橙色胡蘿蔔是原維生素A 最豐富的植物來源。

北卡羅來納州立大學的研究人員與威斯康辛大學麥迪遜分校的同事合作,對630個胡蘿蔔基因組進行了測序,以繼續研究橘胡蘿蔔的歷史和馴化情況;這些研究人員在2016年發表在《自然-遺傳學》上的一項研究提供了首個胡蘿蔔基因組序列,並發現了參與黃胡蘿蔔色素形成的基因。

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馬西莫-約里佐(Massimo Iorizzo)研究橙色胡蘿蔔,以進一步了解它們的色素沉著和馴化。圖片來源:Massimo Iorizzo 提供

選擇性篩選與馴化

研究人員在五個不同的胡蘿蔔組中進行了所謂的選擇性掃描–結構分析,以找到基因組中某些組被大量選擇的區域。他們發現,許多與開花有關的基因都受到了選擇–主要是為了推遲開花過程。開花會導致我們食用的直根木質化,無法食用。

Iorizzo說:”我們發現許多參與開花調控的基因在橙色胡蘿蔔的多個種群中被選擇,這可能是為了適應不同的地理區域。這項研究還進一步證明,胡蘿蔔早在9世紀或10世紀就在西亞和中亞被馴化。紫胡蘿蔔和黃胡蘿蔔在中亞很常見。這兩種胡蘿蔔都被帶到了歐洲,但黃色胡蘿蔔更受歡迎,這可能是由於它們的味道。”

橙色胡蘿蔔出現在西歐大約是15 或16 世紀。橙色胡蘿蔔可能是白蘿蔔和黃蘿蔔雜交的結果。

他說:「這項研究基本上重建了胡蘿蔔被馴化的時間順序,然後選擇了橙色胡蘿蔔。橙色胡蘿蔔可能是白蘿蔔和黃蘿蔔雜交的結果,因為白蘿蔔和黃蘿蔔位於橙色胡蘿蔔系統發育樹的基部。”

橙色胡蘿蔔的顏色和更甜的味道使其大受歡迎,農民選擇了這些性狀。16 世紀和17 世紀,北歐開發了不同類型的橙色胡蘿蔔,這與那個時代繪畫中出現的不同色調的橙色胡蘿蔔相吻合。隨著19 世紀末20 世紀初人們對飲食中維生素A 的前體–α-胡蘿蔔素和β-胡蘿蔔素的進一步了解,橙色胡蘿蔔後來越來越受歡迎。

“類胡蘿蔔素之所以得名,是因為它們最早是從胡蘿蔔中分離出來的,”Iorizzo 說。

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