愛吃檸檬嗎？它為啥還有的酸、有的甜

Ronald Koes或許從未想過，對「為啥有的矮牽牛花是紅色、有的是藍色」的探尋之旅，會將其帶到美國加州的檸檬園。

這位荷蘭阿姆斯特丹大學的遺傳學家，在此解答了一個長期的問題：為何一些檸檬是甜的，另一些卻很酸？秘密在於一種讓細胞酸性更強的強大分子泵。

由於酸性嚴重破壞細胞的功能，植物細胞會將質子——帶電的氫原子泵入液泡，將酸性物質同細胞其他部分隔離。不過，這種酸性也是必需的。例如，矮牽牛花的花朵細胞，需要高濃度質子以便將花瓣「染紅」，否則花瓣呈藍色。

在柑橘類水果中，這些質子觸發人類的酸味味蕾：質子越多，水果嘗起來越酸。

2014年，Koes團隊在紅色矮牽牛花的細胞中發現了一種新的液泡泵。它曾被認為僅存在於外層細胞膜中。這種液泡泵更加強大，能將足夠多的質子一起泵入液泡，從而使矮牽牛花的花朵保持紅色。Koes和同事想知道，相同的液泡泵，是否在檸檬等酸性水果中也很活躍。

美國加州大學河濱分校遺傳學家和植物育種家Mikeal Roose將十幾個甜的和酸的檸檬、橘子、柚子和萊檬品種樣本寄給Koes團隊。

研究人員分析了每種水果的DNA，並且測量了兩個基因的活性。這兩個基因編碼了產生強大分子泵的一對蛋白質。研究發現，它們在酸的植物中非常「忙碌」，但在甜的植物中不是。

Koes和同事在日前出版的《自然—通訊》雜誌上報告了這一成果。

研究人員認為，當基因不活躍時，分子泵也不會產生，因此氫離子不會累積。這讓水果變得更甜。

在不同的水果品種中，經過幾千年的培養，分子泵被多次打開關閉，而這通常由改變兩個基因如何被調控的育種實現。類似的過程可能在花朵中發揮作用，使其顏色變得更紅或者更藍。事實上，和甜水果相比，酸水果的花往往更紫。（宗華）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-019-08516-3

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