一組研究人員，包括來(lái)自加州大學(xué)河濱分校的兩名研究人員，已經(jīng)確定了許多柑橘類水果的標(biāo)志性酸味的基因。該研究于2月25日星期二在Nature Communications上發(fā)表，可以幫助植物育種者開(kāi)發(fā)出更新鮮，更甜的品種?，F(xiàn)代柑橘品種已經(jīng)培育了數(shù)千年，產(chǎn)生了廣泛的酸味和甜味水果。
對(duì)其紙漿的分析表明，單一的化學(xué)元素 - 氫 - 是造成酸味和甜味品種之間差異的主要原因，這些品種通常具有相似的糖含量。來(lái)自酸性水果的果肉含有更多的氫離子，使其具有較低的pH值和濃郁的味道，這是我們的味蕾中酸敏感細(xì)胞所認(rèn)可的。相反，來(lái)自甜品種的果肉含有較少的氫離子，味道較少酸性。
荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的Ronald Koes及其同事開(kāi)始著手解決一些柑橘品種如何使用比其他品種更多的酸性果汁，這一過(guò)程至今仍然是一個(gè)謎。他們的興趣源于先前的一項(xiàng)研究表明紫色矮牽牛花中較高的酸度導(dǎo)致更多的花瓣色素沉著。
受到Faris品種檸檬樹(shù)的歡迎，Kones的團(tuán)隊(duì)向UCR工廠的科學(xué)家Mikeal Roose和Claire Federici求助，這些檸檬樹(shù)生產(chǎn)出帶有酸甜果實(shí)和白色和紫色花朵的枝條。使用該大學(xué)豐富的柑橘品種系列，保留了超過(guò)1,000種生活柑橘和相關(guān)水果品種，Roose和Federici選擇了Faris檸檬和其他20種柑橘類水果，從酸味到含糖甜味，供Koes團(tuán)隊(duì)分析。
通過(guò)研究矮牽牛控制酸度相關(guān)基因的表達(dá)，Koes的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了兩種柑橘基因，即CitPH1和CitPH5，它們?cè)谒嵝云贩N中高度表達(dá)，在甜味品種中表達(dá)較弱。CitPH1和CitPH5基因編碼轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，將氫離子泵入液泡，液體細(xì)胞內(nèi)的大型儲(chǔ)藏室，從而增加其整體酸度。
接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將注意力轉(zhuǎn)向控制果汁細(xì)胞中CitPH1和CitPH5水平的基因。雖然甜味品種中CitPH1和CitPH5的下調(diào)在不同品種中獨(dú)立出現(xiàn)多次，但研究人員發(fā)現(xiàn)，少數(shù)轉(zhuǎn)錄因子(有助于打開(kāi)和關(guān)閉特定基因的蛋白質(zhì))的基因突變是造成表達(dá)減少的原因。 CitPH1和CitPH5，因此味道更甜。
UCR自然與農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院的遺傳學(xué)教授羅斯說(shuō)，這些研究結(jié)果可以幫助育種者開(kāi)發(fā)出味道更好的柑橘類水果。然而，他說(shuō)，轉(zhuǎn)錄因子中具有嚴(yán)重突變的育種品種，例如在“無(wú)酸”柑橘中研究的那些將是“過(guò)度殺戮”，產(chǎn)生含糖柑橘類水果而沒(méi)有它們受歡迎的酸性反應(yīng)。相反，植物科學(xué)家應(yīng)該尋找針對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白生產(chǎn)和活性影響較小的突變。
“通過(guò)了解果實(shí)細(xì)胞的酸化機(jī)制，我們現(xiàn)在可以尋找可能會(huì)降低CitPH1和CitPH5表達(dá)的相關(guān)基因，足以設(shè)計(jì)或選擇新的，更甜的品種，”Roose說(shuō)。
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