黄瓜脆甜多汁、物美价廉，深受吃货们的喜爱。 但是很多人或许都有过这样的惨痛经历：有些黄瓜快吃到瓜蒂时，忽然变得非常苦，苦到让人难以忍受。这个苦味是怎么来的呢？其实，我们现在市场上销售的黄瓜都是野生黄瓜经过驯化的品种，之所以偶尔会有苦黄瓜，是因为这些驯化黄瓜的祖先——野生黄瓜就是苦的。野生黄瓜，也称苦黄瓜，原产于印度，可用作泻药，它的果实和黄连一样苦，轻咬一口就会让人受不了。所以没有完全被驯化的黄瓜品种在种植条件不好的情况下，就会出现类似于“返祖现象”的苦味。这种苦味来自一种叫葫芦素的物质，它本是黄瓜抵抗植物病虫害的化学武器，也有研究证明其具有抑制癌细胞生长的潜质，但是对吃黄瓜的人来说，这可不是什么理想的味道。
要想解决这一问题，就要从苦味物质产生的分子机理入手。近日，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课题组完成了黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制的研究，揭示了黄瓜变苦的秘密。研究论文[1]于11月28日发表在期刊《科学》（Science）上。果壳网科学人就此对论文第一作者，该课题组的马永硕博士进行了采访。
研究表明，黄瓜苦味的合成和调控过程中，一共涉及了11个关键基因，其中9个基因负责苦味物质葫芦素的合成，而另外的两个基因Bl基因和Bt基因则是控制这9个基因表达与否的“开关”，因此，它们被形象地命名为“主开关基因”，这两个主开关基因中，Bl基因负责控制叶片的苦味，Bt基因控制果实的苦味。马永硕向科学人介绍说，栽培黄瓜驯化过程中，控制果实苦味的Bt基因受到选择，在其基因启动子区-3171bp位置出现了结构变异（structure variation）插入，使得Bt基因不能表达，从而导致黄瓜由苦变得不苦；但是，这步驯化是不完全的——当黄瓜种植条件不佳，比如遭遇干旱或者温度不适时，黄瓜就会产生苦味。那么我们能不能从外表辨认认出哪个黄瓜苦，哪个黄瓜不苦呢？马永硕表示，苦味黄瓜目前还不能从外表上来分辨，不过市场上的黄瓜出现苦味的位置一般在瓜蒂部位。
经过驯化的黄瓜，偶尔也会因为种植条件不佳而产生苦味。图片来源：galleryhip.com
对于如何彻底解决黄瓜的苦味问题，马永硕介绍说，如果Bt基因的启动子区域再次发生突变，即-1601bp位置的出现突变，那么黄瓜在种植条件不好时也不会产生苦味了，这样就可以避免苦味对黄瓜品质的影响，培育出真正的甜味黄瓜——或许对普通人来说，这应该是这项研究中最令人兴奋的地方，将来再也不用为如何挑选黄瓜发愁。而且马永硕指出，如果可以让黄瓜在逆境条件下也不会变苦，就不会因此影响黄瓜的销量，从经济上就不会给农民造成太大的损失，这点对农民来说是非常重要的。
当然，研究的意义可不仅限于让我们从此告别苦黄瓜。通过精确调节果实和叶片中那2个主开关基因的表达模式，我们既可以让黄瓜果实中不积累苦味物质，保证黄瓜的商品品质；同时还可以提高叶片中的葫芦素含量，用于抵御害虫的侵害，减少农药使用。育种专家们也正在利用这个分子育种方案培育新型黄瓜品种。马永硕提到，目前黄瓜苦味物质的合成途径只完全解析了其中4步，还有几步没有完全解析，下一步研究就是完全解析葫芦素的生物合成途径，最终实现在酵母中合成葫芦素。就像人工合成抗疟疾的青蒿素一样，人工合成具有药用前景的葫芦素，也将指日可待。（编辑：球藻怪）
参考文献：
- Shang et al., "Biosynthesis, regulation, and domestication of bitterness in cucumber" Science 28 November 2014: Vol. 346 no. 6213 pp. 1084-1088 DOI: 10.1126/science.1259215