葡萄基因組被破譯

蔡如鵬

法國科學家宣布，他們完整地測定出一種釀酒葡萄的基因組。這是科學界首次成功破譯水果類植物的基因組。

盡管研究結(jié)果不會增加葡萄酒釀造的神秘性，但科學家們相信，它將有利于改進葡萄酒香味，以及提高葡萄對疾病的抵抗力。

葡萄是迄今為止第四種基因組得到完整破譯的開花植物。其他已破譯的三種植物基因組分別是擬南芥(2000年破譯)、水稻(2002年破譯)和楊樹(2006年破譯)。擬南芥和水稻分別具有重要的科研價值和經(jīng)濟價值。擬南芥是一種深受生物學家偏愛的模式植物。楊樹是一種在全世界廣為種植的樹木。由于生長迅速，而且基因很容易操縱，植物學家也把楊樹作為一種模式植物加以研究。

尋找抗蟲害基因

來自法國和意大利的數(shù)十位研究人員參與了這項研究，相關論文8月26日在線發(fā)表于《自然》雜志。有消息說，加拿大、西班牙的科學家也在從事葡萄基因組的測序工作。不過，法國最終捍衛(wèi)了“葡萄酒之都”的榮譽——法國科學家領導的測序工作率先完成。

全球葡萄種植業(yè)和葡萄釀造業(yè)都急于找到有效的辦法，減少每年損失慘重的葡萄病蟲災害，增強葡萄酒的香味。作為世界最暢銷的酒類之一，葡萄酒的產(chǎn)量和消費量都是僅次于啤酒的第二大飲料酒，在國際貿(mào)易中占有非常重要的地位，每年能帶來大約2000億美元的收入。

由于葡萄非常容易遭受病蟲害，歐洲葡萄種植使用的農(nóng)藥量占全歐洲農(nóng)田農(nóng)藥使用量的46％。在法國，葡萄種植園占到已開采農(nóng)田的3％，而使用的除草劑卻占到20％。法國國家基因測序中心主任魏森巴德說，科學家希望能夠通過破譯葡萄基因組，篩選抗病蟲基因并培育出優(yōu)良抗病蟲品種，減少農(nóng)藥使用，使葡萄種植滿足環(huán)境保護的要求。

法意兩國科學家選擇了釀造葡萄酒的主要原料——黑皮諾葡萄作為測序的對象。黑皮諾葡萄是法國北部著名的勃艮第釀酒區(qū)的標志性品種，幾乎所有的葡萄酒都是由它釀造而成的，選擇黑皮諾葡萄還因為它具有近親繁殖的基因類型，比較容易排序。

研究人員先將黑皮諾葡萄的DNA分割成幾百萬個小的片段，再分別進行測序，最后利用計算機程序?qū)⑺械男蛄衅唇悠饋?，得到一個完整的基因組序列(含有的基因數(shù)超過3000個)。

魏森巴德說，參與研究的科學家識別出了一些在抗病蟲方面起決定性作用的基因，比如分離出可以增強葡萄對白粉病的抵抗力的基因。白粉病是一種常見的植物病蟲害，黑皮諾葡萄尤其對該病沒有抵抗力。

不過，魏森巴德也承認，培育出令人滿意的葡萄品種必須經(jīng)過對幾代甚至十幾代葡萄的不斷改進完善，一般一年只能培育一代葡萄。因此，基于基因組測序結(jié)果而開發(fā)的抗病蟲葡萄品種至少在10年后才能問世。

未來：培育“更健康”的葡萄

研究人員還發(fā)現(xiàn)黑皮諾葡萄與香味有關的基因數(shù)量是其他已完成基因排序的植物的兩倍，這意味著葡萄酒的香味可以追溯源至基因的層面。在這些與葡萄酒香味特征直接相關的龐大基因家族中，有許多都和丹寧酸、萜類化合物密切相關。

丹寧酸是葡萄皮和葡萄籽中具有澀感的化合物，尤其被認為是口味平衡的葡萄酒中很重要的成分。人們還認為它有助于防止動脈硬化。萜類化合物是許多植物和花朵精油中最主要的成分，廣泛用作食物的自然香味添加劑，也是香水的主要成分。

該研究還確定了葡萄中自藜蘆醇的基因來源。人們一直普遍認為，紅葡萄酒中的抗氧化成分白藜蘆醇有益健康，認為它能防止老化，增強抗病毒能力。

此前，英國格拉斯哥大學在對多種果汁進行分析后發(fā)現(xiàn)，紫葡萄汁中的抗氧化物質(zhì)含量較高，比其他果汁更有益健康?？寡趸瘎┰诒Ｗo人體免受自由基損害方面發(fā)揮關鍵作用，它通過抑制自由基來維持身體氧化平衡，延緩衰老，并能降低癌癥和心臟病等疾病的發(fā)病風險。

法國斯特拉斯堡路易斯巴斯德大學的研究人員，在《心血管研究》上發(fā)表文章說，葡萄汁有助于防止心臟疾病，是因為其中的多酚可以阻礙一種與心血管疾病相關的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。

不過，魏森巴德指出：“我們能夠創(chuàng)造出具有不同香味的葡萄變種，但是否能改變葡萄酒的品質(zhì)則完全是另一回事。”