你好奇吗?胡萝卜颜色背后令人惊讶的基因秘密

发布号 13 2025-10-14 22:48:18

最近对600多个胡萝卜品种的研究发现了三种导致橙色的隐性基因。这项研究为胡萝卜的驯化、历史和潜在的健康益处提供了见解。

你好奇吗?胡萝卜颜色背后令人惊讶的基因秘密

基因组研究为问题a提供了答案关于色素沉着和驯化。

一项对600多种胡萝卜基因蓝图的新研究表明,胡萝卜呈现橙色需要三个特定的基因。令人惊讶的是,这三个必需的基因都需要是隐性的,或者说是关闭的。这篇论文的发现揭示了胡萝卜改良工作的重要特征,并可能从蔬菜中获得更好的健康益处。

北卡罗莱纳州立大学植物人类健康研究所的园艺科学副教授Massimo Iorizzo说:“通常情况下,要使某些功能发挥作用,你需要启动基因。”Massimo Iorizzo是今天(9月28日)发表在《自然植物》杂志上的一篇描述这项工作的论文的共同通讯作者。“在橙色胡萝卜的例子中,调节橙色类胡萝卜素的基因需要被关闭。类胡萝卜素是维生素A的前体,已被证明对健康有益。”

乐趣橙色胡萝卜的所有好处

胡萝卜,尤其是橙色的胡萝卜,含有大量的类胡萝卜素,可以帮助降低患眼病等疾病的风险。橙色胡萝卜是美国饮食中维生素A原最丰富的植物来源。

北卡罗来纳州立大学的研究人员与威斯康星大学麦迪逊分校的同事合作,对630种胡萝卜的基因组进行了测序,以继续研究橙色胡萝卜的历史和驯化;这些研究人员在2016年发表在《自然遗传学》上的一项研究提供了第一个胡萝卜基因组序列,并揭示了与黄色胡萝卜色素沉着有关的基因。

Massimo Iorizzo研究了橙色胡萝卜,以了解更多关于它们的色素沉着和驯化的知识。图片来源:Massimo Iorizzo提供

Selec积极的扫荡和驯化

研究人员进行了所谓的选择性扫描——对五个不同的胡萝卜群体进行结构分析,以找到在某些群体中被大量选择的基因组区域。他们发现许多与开花有关的基因都在选择中——主要是为了延迟开花过程。开花导致主根,我们食用的可食用的根,变成木质的,不可食用的。

Iorizzo说:“我们发现许多与开花调节有关的基因在橙色胡萝卜的多个种群中被选择,可能适应不同的地理区域。”

这项研究还提供了进一步的证据,证明胡萝卜在9世纪或10世纪在西亚和中亚被驯化。

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“紫色胡萝卜和黄色胡萝卜在中亚很常见,”Iorizzo说。“这两种胡萝卜都被带到欧洲,但黄胡萝卜更受欢迎,可能是因为它们的味道。”

橙色胡萝卜大约在15或16世纪出现在西欧。橙色的胡萝卜可能是白胡萝卜和黄胡萝卜杂交的结果,Iorizzo说。

橙色胡萝卜的历史

他说:“这项研究基本上重建了胡萝卜被驯化的时间,然后选择了橙色胡萝卜。”“橙色胡萝卜可能是由白色和黄色胡萝卜杂交而成的,因为白色和黄色胡萝卜位于橙色胡萝卜系统发育树的底部。”

橙色胡萝卜的颜色和更甜的味道使其受欢迎,农民们选择这些特征。16世纪和17世纪,北欧发展出了不同种类的橙色胡萝卜,这与那个时代绘画中不同色调的橙色胡萝卜的外观相匹配。随着对α -胡萝卜素和β -胡萝卜素(饮食中维生素A的前体)的进一步了解,在19世纪末和20世纪初,橙色胡萝卜越来越受欢迎。

“类胡萝卜素之所以得名,是因为它们最初是从胡萝卜中分离出来的,”Iorizzo说。

参考文献:《群体基因组学鉴定胡萝卜驯化和改良的遗传特征,揭示高类胡萝卜素橙色胡萝卜的起源》,作者:Kevin Coe、Hamed Bostan、William Rolling、Sarah Turner-Hissong、Alicja Macko-Podgórni、Douglas Senalik、Su Liu、Romit Seth、Julien Curaba、Molla Fentie Mengist、Dariusz Grzebelus、Allen Van Deynze、Julie Dawson、Shelby Ellison、Philipp Simon和Massimo Iorizzo, 9月28日《自然植物》。DOI: 10.1038 / s41477 - 023 - 01526 - 6

来自威斯康辛大学麦迪逊分校的Philipp Simon是该论文的共同通讯作者。Kevin Coe, Hamed Bostan, William Rolling, Sarah Turner-Hissong, Alicja Macko-Podgórni, Douglas Senalik, Su Liu, Romit Seth, Julien Curaba, Molla Fentie Mengist, Dariusz Grzebelus, Allen Van Deynze, Julie Dawson和Shelby Ellison共同撰写了这篇论文。

该研究得到了美国农业部国家粮食与农业研究所(NIFA-USDA)的资助,资助项目编号为2016-51181-25400、2022-51181-38321和Hatch项目1008691。

摘要/ Abstract摘要:本研究利用改良的胡萝卜参考基因组,对630份胡萝卜材料进行重测序,研究胡萝卜的驯化和改良。研究表明,胡萝卜在中世纪早期在横跨西亚到中亚的地区被驯化,橙色胡萝卜在文艺复兴时期可能在西欧被选择。这一过程伴随着遗传多样性的逐渐减少。控制生物钟/开花和类胡萝卜素积累的基因在驯化和改良过程中处于选择阶段。REC、Or和Y2 qtl上的三个隐性基因对高α -和β -胡萝卜素橙色表型的选择至关重要。这三个基因通过调节类胡萝卜素生物合成途径、光合系统和叶绿体生物发生之间的相互作用的分子机制来控制α -胡萝卜素和β -胡萝卜素的高积累。总的来说,本研究在分子水平上阐明了胡萝卜驯化/育种历史和类胡萝卜素遗传学。

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