农科院首席科学家发表最新Science文章

　　

生物通报道  当研究人员鉴别导致野黄瓜具有强烈苦味的一些基因时，他们将高科技基因组学和传统中医学结合到了一起。抑制住这些苦味让黄瓜、南瓜和它们的近亲成为了现在受欢迎的食物，但相同的化合物也具有治疗癌症和糖尿病的潜力。由中国农业科学院黄三文（Sanwen Huang）研究员领导的一个研究小组，将他们的研究结果发布在了11月28日的《科学》（Science）杂志上。

论文的共同作者、加州大学戴维斯分校的植物生物学教授William Lucas说：“除非你想将它用作为泻药，否则你不会去吃野黄瓜。”

野生葫芦科植物的苦味是由于一种叫做葫芦素（cucurbitacins）的化合物所引起。黄瓜、南瓜、甜瓜、西瓜和西葫芦均属这一家族（延伸阅读：中国科学家Nature Genetics发布西瓜基因组草图 ）。苦味保护了野生植物驱挡食草动物。

野生葫芦科植物的果实和叶子被用于印度医学和中医学中已有数千年的历史，它们被作为催吐药和通便药来治疗肝脏疾病。最新，研究人员还证实葫芦素可以杀死或抑制癌细胞的生长。

苦味已知受到两个遗传性状的控制，“Bi”赋予了整株植物苦味，“Bt”导致了果实苦涩。在新研究中，黄三文、Lucas以及同事们，利用最新的DNA测序技术鉴别出了与苦味相关的精确DNA改变。

他们还尝试了大量的黄瓜。Lucas说：“幸运的是，这是一种容易检测的性状。你只需嚼一嚼黄瓜叶和果实，你的舌头就会给出你信息！”

他们鉴别出了9个基因与生成葫芦素有关，证实可追踪这一性状至两个转录因子，它们开启了存在于叶或果实中的9个基因生成了葫芦素。

新研究揭示了驯化如何改变了黄瓜的遗传性使得其果实更加可食。Lucas说，了解这一过程有可能开辟出一些新方法来基于自然不适于食用或营养物质匮乏的植物，开发出其他的食用作物。

它还可以使得大量生成用于临床试验以及有潜力用于医学中的葫芦素变得更为容易。例如，最初源自传统中医的抗疟药物青蒿素（artemisinin），人们现在就可以通过合成生物学系统或是在酵母中生成它的前体分子。

（生物通：何嫱）

作者简介：

黄三文

男，研究员，1971年9月出生，湖南省岳阳市人。从2005年2月起，获聘中国农业科学院二级人才岗位，担任蔬菜花卉所生物技术室功能基因课题组组长。担任国际黄瓜基因组计划和国际单倍体马铃薯基因组计划的首席科学家，这两个项目是由我国发起、多边合作的植物基因组项目。在黄瓜遗传图谱构建、细胞遗传图谱构建、性别表达研究、抗病性研究和品质研究上，开展了多个研究项目，已克隆了黄瓜性别决定基因M，构建了黄瓜遗传-细胞遗传整合图谱。在马铃薯抗晚疫病研究上做出了突出贡献，详细分析了抗病基因位点R3的基因组结构和功能分化，克隆世界上第三个马铃薯抗晚疫病基因R3a，并与英国和美国科学家合作克隆了世界上第一个晚疫病无毒基因Avr3a，R3a-Avr3a是第一对符合“基因-对-基因”概念的系统，是研究马铃薯-晚疫病互作系统的模式。相关论文发表在《PNAS》，《Plant Journal》，《Plos One》,《Genetics》，《Molecular Plant-Microbe Interaction》和《Theoretical Applied Genetics 》等杂志上。累计发表学术论文30余篇，包括英文专著1部、SCI论文10篇， 影响因子达34.4，论文共被其它SCI论文引用170次； 2007年起担任《Euphytica》(国际植物育种学刊，SCI期刊，影响因子1.1)的副主编。

生物通推荐原文索引：

"Biosynthesis, regulation, and domestication of bitterness in cucumber," by Y. Shang; Y. Ma; Y. Zhou; H. Zhang; Q. Zhou; S. Wang; W. Gu; M. Liu; X. Gu; S. Zhang; Y. Wang; Z. Zhang; S. Huang at Chinese Academy of Agricultural Sciences in Beijing, China.