湖北日报全媒记者 田佩雯 通讯员 武柳青

紫红茎干甜脆爽口、营养丰富又风味独特……说起洪山菜薹，大多数武汉人都很熟悉。只需素炒登盘，便清腴可口，其颜色紫红又有“紫气东来”之说，经霜冻后味道更佳，也是武汉人春节前后的“年菜”之一。

然而，同为白菜类蔬菜，紫菜薹的薹茎为何独为红色？其独特的口感风味又从何而来？4月12日，武汉大学朱玉贤院士团队王坤教授告诉湖北日报全媒记者，团队在近日的一项研究中发现，一种特异的基因组结构变异打开了调控原花青素的“阀门”，形成了紫菜薹紫红色的外观；脂肪族硫代葡萄糖苷的大量生物合成和向薹茎的高效运输，可能形成了紫菜薹的特殊风味。

特殊结构变异，拧开菜薹的“红色阀门”

红菜薹，又名芸菜薹、紫菜薹，属于十字花科芸薹属，与白菜是近亲。虽同为白菜类蔬菜，但紫菜薹因含有大量的原花青素而呈紫红色，人们对于紫菜薹口感风味独特等表型和品质的机制尚不清楚。

王坤告诉记者，团队历时2年多，对比了其他20个白菜类蔬菜的基因组后发现，一个位于7号染色体上、紫菜薹特异的结构变异，导致了其紫红色薹茎的表型。王坤解释，在紫菜薹的一个驯化位点中，存在一种特殊的结构变异，这个特殊变异，就像“拧开了控制原花青素的阀门”一样，显著增强了原花青素在代谢通路中的表达，最终使紫菜薹呈现紫红色。该变异在多个不同的紫菜薹品系中均得到了验证。

原花青素是一种具有保健功能的生物活性成分，有助于清除人体内自由基，具有抗氧化、预防心脑血管疾病、保护肝脏等生理功能。“了解这项机制后，未来我们也许可以‘拧开’其他白菜类蔬菜的‘红色阀门’，培育出更多富含原花青素的红色白菜品种。”王坤说。

硫代糖苷促进菜薹风味形成

“霜打过的菜薹更好吃，但你知道为什么吗？”王坤介绍，紫菜薹所属的芸薹属作物，其风味往往来自一类存在于十字花科植物中的次生代谢产物：硫代葡萄糖苷（简称硫代糖苷）。团队结合基因组与转录组的比较，指出在脂肪族硫代葡萄糖苷合成通路上，一些基因在紫菜薹叶片中有显著的上调，这表明硫代葡萄糖苷在菜薹体内大量合成。同时，在硫代糖苷自叶片向薹茎转运过程中，紫菜薹的GTR1基因帮助其高效运输。

“大量生产，加上高效运输，让紫菜薹植株上上下下都分布了这种物质，造就了它的独特味道。”王坤说，硫代糖苷是天然的抗氧化剂，其代谢产物具有抗炎、调节肠道菌群、降低罹患癌症风险等作用。但其有苦味，冬天打霜的时候气温低，这种物质在菜薹中含量也随之降低，这就是霜打紫菜薹更好吃的一个原因。

“搞清楚基因原理后，科学家们可以通过基因工程的方式，将紫菜薹中的硫代糖苷调节到合适的浓度，让人们不受季节限制，一年四季都能吃到可口的菜薹。”王坤说。

据了解，这项研究由武汉大学生命科学学院、武汉市农业科学院、湖北省农业科学院合作完成，武汉大学朱玉贤院士在该研究项目的启动、组织和实施过程中提供了支持和指导。研究首次发表了白菜类蔬菜完整的基因组，加强了对白菜基因组中高复杂区域的认识，同时也揭示了洪山菜薹的紫红色薹茎和特殊风味性状的遗传基础。这项研究的结果在白菜的功能研究中具有宝贵的参考价值，也为进一步的分子育种设计和新品种选育奠定了基础。