为什么有些柑橘是酸的,而有些柑橘是甜的?这背后是一个基本的生物机制,科学家们几十年来一直试图发现这一机制,但几十年来毫无收获。然而,阿姆斯特丹大学的生物学家,在Dr Ronald Koes和Dr Francesca Quattrocchio教授的领导下,已经解开了这个谜团。他们在科学杂志Nature Communications上发表了一篇关于该谜底的文章。
橙子、柠檬、葡萄柚、桔子、柚子:所有的柑橘都属于同一个水果家族,但有不同的味道。这主要是由水果中的酸含量引起的。橙子通常含有少量的酸,柠檬中的酸度更高。但甜柠檬和酸橙也存在。这是为什么呢?
有机泵
这个问题比你想的可能更深。从有机的角度来说,水果能收集这么多的酸是很奇怪的。看看柑橘的果肉,你可能会发现它是由一种充满水分的毛囊组成的。这些是植物的细胞。在细胞内充满水分的空间边缘——所谓的液泡——可以找到有机泵,它们调节着水分的最终位置。其中一些泵将酸输送到内部。
但要得到这么酸的柠檬,泵必须表现得非常好。把它比作对一个球进行充气。往球里充一点空气并不难,但如果球已经满了,就需要越来越多的力量才能让更多的空气进入球里。水果的酸和细胞也一样。如果细胞的液泡中已经有过多的酸,你需要一个强大的泵来添加更多的酸。尽管经过了几十年的搜索,这个泵还没有找到。
得益于对矮牵牛花的研究
Ronald Koes, Francesca Quattrocchio和他们的团队现在已经设法发现了这个泵。他们发现这是因为他们对一种完全不同的植物的研究:矮牵牛花。矮牵牛花的叶子中或多或少会有酸。这可以很容易从它们的颜色中看到:更多的酸导致蓝色的花,生物学家知道哪些基因决定了矮牵牛花中酸的含量。因此,他们决定在柑橘中寻找相关的基因,看看这些基因是否也与酸的数量有关。
他们的研究是成功的。生物学家研究了一组酸的柑橘、甜的柑橘、柠檬、橙子和柚子。他们一次又一次地发现了同样的事情:在酸性水果中,有两个叫做CitPH1和CitPH5的基因非常活跃,而这些基因在甜水果中是不活跃的。因此,他们发现了为强酸泵提供编码的基因。
对种植者有价值
除了一个古老的生物学谜团正在被解决之外,荷兰生物学家的发现对种植者也是有价值的。Koes说:“我们所知道的所有柑橘品种都是经过多年的杂交培育,从具有一定特性的果实中进行选择的结果。这些过程需要很长时间,你永远无法确定最终会发生什么。一棵树的一个种子要结出果实需要经过数年的时间。既然我们知道了哪些基因对酸的量起作用,在很大程度上对水果的味道起作用,种植者就可以更容易地选择这些基因。即使是在需要经历数年才能开始生产果实的幼树上。”
Koes补充道:“另一个有趣的事实是,这些基因在其他水果中也很活跃,包括葡萄和苹果。很可能它们也会影响这些水果中酸的含量,从而影响其风味。也许不仅柑橘种植者可以从这一发现中受益,其他水果种植者也可能受益。”
总之:就像矮牵牛花一样,有时你可以通过树的外观来判断柑橘是甜的还是酸的。Koes:“在矮牵牛花中,过多的酸会使花变蓝。有一种Faris品种的柑橘树,它的部分枝条能提供甜味柠檬,部分枝条能提供酸味柠檬。产生酸柠檬的枝条幼时的叶子是紫色的,柠檬的种子有紫色斑点。然而,这并不是产生甜柠檬的枝条的情况。这似乎也与我们发现的基因的活跃程度很吻合。”
来源: 阿姆斯特丹大学