我国科学家揭开苦味黄瓜的秘密 或能治癌症

　　吃黄瓜大多数人一定喜欢那种清甜的味道，然而苦味黄瓜可能对人体更有利。11月29日出版的国际顶级学术期刊—《Science（科学）》以长篇幅论文的形式发表了由中国农业科学院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文领导完成的黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制研究。这项研究揭开黄瓜变苦的秘密，或将为将来开发合成治疗癌症的药物打下基础。

　　黄三文介绍说，黄瓜原产于印度，野生黄瓜在印度是做为泻药使用的。因为它的果实和黄连一样苦，轻咬一口就会让人受不了，所以没有人愿意吃。但野生黄瓜中有很多有益的农艺性状基因，尤其是对主要黄瓜病害具有非常好的抗病性，因此它们对于培育抗病黄瓜品种是非常宝贵的材料。

　　黄三文说，我们现在食用的黄瓜都是从极苦的野生黄瓜驯化来的，因此了解黄瓜驯化的遗传机理对于黄瓜品质育种具有重要指导意义。由于黄瓜缺少成熟的研究体系，研究起来困难较大。为了破解黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制，黄三文团队十年磨一剑，从实验室早期积累的黄瓜基因组大数据 （黄瓜基因组论文2009年发表于Nature Genetics，转录组论文2011年发表于BMC Genomics， 变异组论文2013发表于Nature Genetics）中挖掘重要的线索，再结合传统的遗传学、代谢组学、生物化学和分子生物学等知识验证这些线索，开展深入研究。

　　黄三文说，这项研究揭示了黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制，共涉及11个基因。即：发现了苦味物质葫芦素是由9个基因负责合成的，其中四个基因的生物化学功能已经确证了；这9个基因受到2个“主开关基因”(Bl和Bt)的直接控制，Bl控制叶片苦味，Bt控制果实苦味；在野生极苦黄瓜向栽培黄瓜驯化过程中，Bt基因受到选择，导致无苦味黄瓜的出现，但在逆境条件下仍然会变苦；发现Bt启动子区域的一个突变能够使得黄瓜在逆境条件下也不会变苦，通过精确调节果实和叶片中Bt和Bl的表达模式，可以确保黄瓜果实中不积累苦味物质，保证黄瓜的商品品质，同时提高叶片中的葫芦素含量用于抵御害虫的侵害，减少农药的使用。

　　黄瓜苦味物质是葫芦素，而葫芦素具有很好的药用价值。最早在本草纲目中就记载甜瓜的瓜蒂具有催吐及消炎的功效，而瓜蒂中含有大量的葫芦素。现代医学研究还发现葫芦素能够抑制癌细胞的生长，可与其他抗癌药物一块用于癌症治疗。黄三文表示，正在与有关科研单位合作研究，葫芦素的合成和调控机制一旦破解，或为将来开发合成治疗癌症的药物打下坚实的基础。

　　此间专家认为，我国蔬菜产业总产值达到1.2万亿元，随着市场逐渐放开，我国蔬菜种业发展受到了跨国种业集团的不断积压， “菜篮子”面临着受制于人的危险。黄三文团队综合采用了基因组、变异组、转录组、分子生物学和生物化学等多种技术手段，解决了长期影响黄瓜生产的一个重大应用问题，这是蔬菜基因组研究直接用于品种改良的优秀范例，为培育超级黄瓜提供了可供选择的育种方案。

　　据悉，本研究得到了国家“973”计划、国家杰出青年科学基金、国家“863”计划等项目的资助。深圳市政府和大鹏新区政府也对项目开展提供了支持。课题组尚轶（助理研究员）、马永硕（博士生）、周渊（博士后）和张慧敏（博士生）为共同第一作者，黄三文研究员为通讯作者。