胡萝卜是如何获得标志性的橙色的

数量惊人地少的隐性基因赋予了这种美味的根其标志性的色调。
A row of organic orange carrots with their green stems still attached on a table.
虽然胡萝卜有多种颜色,但橙色胡萝卜因其甜度和颜色而最受欢迎。Deposit Photos

大多数营养学家建议人们“吃彩虹”来平衡饮食——比如羽衣甘蓝这样的绿色蔬菜,茄子这样的紫色蔬菜,西红柿这样的红色蔬菜。食用像胡萝卜这样富含维生素 A、纤维、抗氧化剂和称为类胡萝卜素的色素的营养丰富且天然存在的橙色食物,是获得全面健康光谱的必备。类胡萝卜素之所以得名,是因为它们最早是从胡萝卜中分离出来的。但究竟是什么造就了我们最喜欢的胡萝卜那鲜亮的色泽呢?根据 9 月 28 日发表在《Nature Plants》杂志上的一项研究,只有三个特定基因才能赋予橙色胡萝卜其标志性的颜色。

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在这项研究中,来自北卡罗来纳州立大学和威斯康星大学麦迪逊分校的一个团队研究了 600 多种胡萝卜品种的基因组。令人惊讶的是,他们发现这三个必需基因都需要是隐性基因,即处于关闭状态。

“通常情况下,要使某些功能发挥作用,需要打开基因,”研究的合著者、北卡罗来纳州立大学园艺科学家 Massimo Iorizzo 在一份声明中说。“对于橙色胡萝卜而言,调控橙色类胡萝卜素(维生素 A 的前体,已被证明具有健康益处)的基因需要关闭,”Iorizzo 说。

2016 年,该团队首次对胡萝卜基因组进行了测序,并发现了与黄色胡萝卜着色相关的基因。对于这项新研究,他们对 630 个胡萝卜基因组进行了测序,这是对这种脆脆的根茎类蔬菜的历史和驯化进行的一项持续研究的一部分。

该团队进行了选择性扫描,即对五个不同胡萝卜种群进行结构分析。在这些扫描过程中,他们寻找了在特定种群中受到高度选择的基因组区域。他们发现,许多与开花相关的基因都受到选择,主要是为了延迟开花过程。这一事件会导致我们食用的称为主根的根部变得木质化且不可食用。

“我们发现许多与开花调控相关的基因在多个橙色胡萝卜种群中受到选择,可能是为了适应不同的地理区域,”Iorizzo 说。

此外,这项研究创建了一个胡萝卜驯化的一般时间线,并发现了更多证据表明胡萝卜是在公元 9 世纪或 10 世纪在西亚和中亚被驯化的。

“紫胡萝卜在中亚很常见,黄胡萝卜也是如此。两者都被带到欧洲,但黄胡萝卜可能因为其味道而更受欢迎,”Iorizzo 说。

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大约在 15 世纪或 16 世纪,橙色胡萝卜出现在西欧,可能是由于黄胡萝卜与白胡萝卜杂交的结果。橙色胡萝卜鲜亮的颜色和甜美的风味可能使其比其他品种更受欢迎,因此农民们继续对其进行选育。在北欧,16 世纪和 17 世纪培育出了不同类型的橙色胡萝卜,在那个地区的绘画中可以看到各种色调的橙色胡萝卜。随着人们对α-和β-胡萝卜素以及维生素 A 在饮食中对眼睛健康的重要性在 19 世纪末和 20 世纪初的认识不断提高,橙色胡萝卜的受欢迎程度持续增长。

这项研究的发现进一步阐明了对改良胡萝卜至关重要的性状,并可能为这种营养丰富的蔬菜带来更好的健康益处。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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