是什麼讓胡蘿蔔變成橘色?基因組研究結果給了答案
對基因組的研究提供了有關色素沉著和馴化的見解,胡蘿蔔的橙色是由三個隱性基因造成的,這為胡蘿蔔的育種和健康益處提供了啟示。這項研究追溯了胡蘿蔔從9世紀起源於亞洲到15世紀橙色胡蘿蔔在歐洲盛行的過程,強調了胡蘿蔔誘人的顏色和味道。
最近的一項研究分析了600 多個胡蘿蔔品種的基因序列,發現胡蘿蔔的橙色是由三個特定基因決定的。有趣的是,要讓胡蘿蔔呈現這種橙色,這些基因必須處於隱性狀態,也就是基本上處於關閉狀態。這項發現為我們深入了解提高胡蘿蔔品質的關鍵特徵提供了寶貴的信息,有可能提高這種蔬菜對健康的益處。
北卡羅來納州立大學植物促進人類健康研究所園藝科學副教授馬西莫-伊奧里佐(Massimo Iorizzo)說:”通常情況下,要發揮某些功能,基因必須處於開啟狀態。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。在美國人的飲食中,橙色胡蘿蔔是維生素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,以繼續研究橙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。
馬西莫-約里佐(Massimo Iorizzo)觀察橙色胡蘿蔔,以進一步了解胡蘿蔔的色素形成和馴化。圖片來源:Massimo Iorizzo 提供
研究人員在五個不同的胡蘿蔔群中進行了所謂的選擇性掃描–結構分析,以找到基因組中在某些群體中被大量選擇的區域。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。開花會導致直根(我們食用的根部)木質化而無法食用。
Iorizzo說:”我們發現了許多參與開花調控的基因,這些基因在橙色胡蘿蔔的多個種群中被選擇,很可能是為了適應不同的地理區域。”
這項研究也進一步證明,胡蘿蔔是在9世紀或10世紀在西亞和中亞被馴化的。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,但黃胡蘿蔔更受歡迎,這很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,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,農民們對這些特性進行了選擇。16 世紀和17 世紀,北歐開發了不同類型的橙色胡蘿蔔,這與那個時代的繪畫中出現的不同色調的橙色胡蘿蔔相吻合。後來,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-胡蘿蔔素有了更深入的了解,橙色胡蘿蔔越來越受歡迎。