本網(wǎng)訊  11月29日，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所和深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所在京聯(lián)合舉行的新聞發(fā)布會(huì)上獲悉，由蔬菜所研究員、基因組所副所長黃三文領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)通過歷經(jīng)5年的研究發(fā)現(xiàn)了黃瓜苦味合成、調(diào)控及馴化的分子機(jī)制。這項(xiàng)研究揭開了黃瓜變苦的秘密，為將來培育無苦味黃瓜新品種和開發(fā)合成抗癌藥物——苦味物質(zhì)葫蘆素邁出了關(guān)鍵一步。最新一期的國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)（Science）》雜志以長篇幅論文的形式發(fā)表了這一研究成果。

　　據(jù)黃三文介紹，科研團(tuán)隊(duì)在5年的時(shí)間里，先后開展了24000個(gè)黃瓜基因測(cè)序，查找到400萬個(gè)變異位點(diǎn)，逐個(gè)品嘗了20畝黃瓜地中的6萬株黃瓜的瓜葉、瓜藤、瓜果的味道，從1噸瓜葉中提煉出數(shù)毫克的苦味元素。通過深入挖掘基因組學(xué)數(shù)據(jù)并結(jié)合代謝組學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等多種研究手段，揭示了9個(gè)基因負(fù)責(zé)苦味物質(zhì)生物合成的代謝路徑，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這9個(gè)基因由兩個(gè)“主開關(guān)”基因（Bl和Bt）直接控制，Bl控制葉片苦味，Bt控制果實(shí)苦味。在野生黃瓜向栽培黃瓜馴化過程中，Bt基因受到選擇，導(dǎo)致無苦味黃瓜的出現(xiàn)。但這個(gè)馴化過程并不完全，黃瓜在逆境條件下生長仍然會(huì)變苦。

　　進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Bt啟動(dòng)子區(qū)域有一個(gè)新的突變體——SNP-1601，能夠使Bt基因在逆境中不表達(dá)，可控制黃瓜不會(huì)變苦，從而徹底避免苦味對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響。通過精確調(diào)節(jié)果實(shí)和葉片中Bt和Bl的表達(dá)模式，可以確保黃瓜果實(shí)中不積累苦味物質(zhì)，保證黃瓜的商品品質(zhì)；同時(shí)提高葉片中的葫蘆素含量用于抵御害蟲的侵害，減少農(nóng)藥的使用。育種專家們正在利用這個(gè)分子育種方案培育新型黃瓜品種。

　　黃瓜苦味物質(zhì)葫蘆素具有很好的藥用價(jià)值。最早在《本草綱目》中就記載富含葫蘆素的甜瓜瓜蒂具有催吐及消炎的功效。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)葫蘆素能夠抑制癌細(xì)胞的生長，可與其他抗癌藥物一塊用于癌癥治療。黃三文表示，正在與有關(guān)科研單位開展合作研究，葫蘆素的合成和調(diào)控機(jī)制一旦破解，或?yàn)閷黹_發(fā)合成治療癌癥的藥物打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　發(fā)布會(huì)上，有關(guān)專家認(rèn)為，黃三文團(tuán)隊(duì)綜合采用了基因組、變異組、轉(zhuǎn)錄組、分子生物學(xué)和生物化學(xué)等多種技術(shù)手段，解決了長期影響黃瓜生產(chǎn)的一個(gè)重大應(yīng)用問題，這是蔬菜基因組研究直接用于品種改良的優(yōu)秀范例，為培育超級(jí)黃瓜提供了可供選擇的育種方案。

　　本項(xiàng)成果是在中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程的推動(dòng)下，蔬菜所和基因組所聯(lián)合國內(nèi)外幾家單位協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)果。研究得到了國家“973”計(jì)劃、國家杰出青年科學(xué)基金、國家“863”計(jì)劃和農(nóng)業(yè)部“948”等項(xiàng)目的資助，以及深圳市政府的大力支持。課題組尚軼、馬永碩、周淵和張慧敏為論文共同第一作者，黃三文研究員為通訊作者。