为什么西兰花和卷心菜如此苦涩

为什么西兰花和卷心菜如此苦涩

研究人员绘制了一种关键蛋白质的晶体结构,该蛋白质使代谢物对苦味产生负面影响 甘蓝 蔬菜,如芥末,西兰花和卷心菜。

属中的蔬菜 甘蓝 分享一种独特而苦涩的味道。 有些人认为十字花科植物的味道是他们最强的属性。 但即使在印度和中国,这些“芸苔”的种植时间超过4,000年,科学家们也试图减少那些对其辛辣味道负责的化合物。 事实证明,使它们变苦的同样化合物也会使它们在某些程度上具有毒性。

这项新研究是蛋白质进化的第一个快照,并在这个具有重要农业意义的植物群中产生了这些多样化的副产品。 结果可以与正在进行的育种策略一起使用以操纵作物植物以获得营养和口味益处。

Brassicas反击

“所有的芸苔都是印度芥末, 拟南芥,西兰花或布鲁塞尔豆芽 - 它们都会产生这些辛辣,含硫的化合物,硫代葡萄糖苷,“圣路易斯华盛顿大学生物学教授Joseph Jez说。 这些化合物长期以来被认为是对害虫的天然防御。

“植物需要反击,”杰兹说。 “他们不能做任何事情,但他们可以制造东西。”

“不同植物中的硫代葡萄糖苷含量不同,”他说。 “问题一直是你是否可以修改他们的模式以创造新的东西。 如果昆虫正在吃你的植物,你能改变一下形象,并获得一些可以防止作物减产的东西吗?“

但是有一些令人生畏的硫代葡萄糖苷:在该属中几乎可以识别出130的不同种类 甘蓝。 该属中的每种植物物种都是几种不同种类的硫代葡萄糖苷的“集合” - 它自己的风味混合物 - 所有这些都是特定蛋白质的次级代谢产物。

几十年来,研究人员已经了解这种蛋白质的核心作用。 但是在这项研究之前,没有人能够完成必要的X射线晶体学以详细地绘制它。

更美味的作物?

这项新工作由杰兹实验室博士后研究员Roshan Kumar共同领导,利用遗传学,生物化学和结构生物学帮助解开硫代葡萄糖苷进化和多样化的分子基础。

“硫代葡萄糖苷来自氨基酸,”库马尔说。 “基因延伸是提供全部硫代葡萄糖苷谱的大多数多样性的重要步骤之一 芸薹。 它决定了哪种类型的硫代葡萄糖苷(植物)将形成。“

在这项新研究中获得的见解是迈向温和芥末或建立无苦西兰花的重要一步。

但它会帮助我们吃绿色蔬菜吗?

也许。 大多数研究人员都对改变种子中硫代葡萄糖苷的可能性感兴趣,而不是在茎的茎或叶的部分 甘蓝 植物,库马尔说。

主要油籽作物 芥菜 和相关的油菜籽用于在世界温带和亚热带地区制作食用油。 植物育种者已经试图调整这些作物中的硫代葡萄糖苷水平,以便富含蛋白质的种子饼剩余物可以用作牛和家禽的饲料添加剂。

“如果你从整个植物中减少硫代葡萄糖苷,就会对害虫和病原体产生影响,”库马尔说。 “这就是为什么需要对硫代葡萄糖苷进行智能工程的原因。”

该研究出现在杂志上 植物细胞。 为这项工作做出贡献的其他研究人员来自印度新德里的国家植物基因组研究所和德国耶拿的马克斯普朗克化学生态研究所。

来源: 华盛顿大学在圣路易斯

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