為什麼西蘭花和捲心菜如此苦澀

為什麼西蘭花和捲心菜如此苦澀

研究人員繪製了一種關鍵蛋白質的晶體結構,該蛋白質使代謝物對苦味產生負面影響 甘藍 蔬菜,如芥末,西蘭花和捲心菜。

屬中的蔬菜 甘藍 分享一種獨特而苦澀的味道。 有些人認為十字花科植物的味道是他們最強的屬性。 但即使在印度和中國,這些“蕓苔”的種植時間超過4,000年,科學家們也試圖減少那些對其辛辣味道負責的化合物。 事實證明,使它們變苦的同樣化合物也會使它們在某些程度上具有毒性。

這項新研究是蛋白質進化的第一個快照,並在這個具有重要農業意義的植物群中產生了這些多樣化的副產品。 結果可以與正在進行的育種策略一起使用以操縱作物植物以獲得營養和口味益處。

Brassicas反擊

“所有的蕓苔都是印度芥末, 擬南芥,西蘭花或布魯塞爾豆芽 - 它們都會產生這些辛辣,含硫的化合物,硫代葡萄糖苷,“聖路易斯華盛頓大學生物學教授Joseph Jez說。 這些化合物長期以來被認為是對害蟲的天然防禦。

“植物需要反擊,”傑茲說。 “他們不能做任何事情,但他們可以製造東西。”

“不同植物中的硫代葡萄糖苷含量不同,”他說。 “問題一直是你是否可以修改他們的模式以創造新的東西。 如果昆蟲正在吃你的植物,你能改變一下形象,並獲得一些可以防止作物減產的東西嗎?“

但是有一些令人生畏的硫代葡萄糖苷:在該屬中幾乎可以識別出130的不同種類 甘藍。 該屬中的每種植物物種都是幾種不同種類的硫代葡萄糖苷的“集合” - 它自己的風味混合物 - 所有這些都是特定蛋白質的次級代謝產物。

幾十年來,研究人員已經了解這種蛋白質的核心作用。 但是在這項研究之前,沒有人能夠完成必要的X射線晶體學以詳細地繪製它。

更美味的作物?

這項新工作由傑茲實驗室博士後研究員Roshan Kumar共同領導,利用遺傳學,生物化學和結構生物學幫助解開硫代葡萄糖苷進化和多樣化的分子基礎。

“硫代葡萄糖苷來自氨基酸,”庫馬爾說。 “基因延伸是提供全部硫代葡萄糖苷譜的大多數多樣性的重要步驟之一 芸薹。 它決定了哪種類型的硫代葡萄糖苷(植物)將形成。“

在這項新研究中獲得的見解是邁向溫和芥末或建立無苦西蘭花的重要一步。

但它會幫助我們吃綠色蔬菜嗎?

也許。 大多數研究人員都對改變種子中硫代葡萄糖苷的可能性感興趣,而不是在莖的莖或葉的部分 甘藍 植物,庫馬爾說。

主要油籽作物 芥菜 和相關的油菜籽用於在世界溫帶和亞熱帶地區製作食用油。 植物育種者已經試圖調整這些作物中的硫代葡萄糖苷水平,以便富含蛋白質的種子餅剩餘物可以用作牛和家禽的飼料添加劑。

“如果你從整個植物中減少硫代葡萄糖苷,就會對害蟲和病原體產生影響,”庫馬爾說。 “這就是為什麼需要對硫代葡萄糖苷進行智能工程的原因。”

該研究出現在雜誌上 植物細胞。 為這項工作做出貢獻的其他研究人員來自印度新德里的國家植物基因組研究所和德國耶拿的馬克斯普朗克化學生態研究所。

資源: 聖路易斯華盛頓大學

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