永不枯萎的玫瑰

2018-10-26 05:32李忠东
科学大众·小诺贝尔 2018年7期
关键词:腮红香水玫瑰花

李忠东

玫瑰:颜值与实力并存

玫瑰花象征着爱情与美丽,被称为“爱情之花”。在古希腊与古罗马,玫瑰象征着人们的爱神。现代人喜欢用玫瑰花去表达自己真挚纯洁的爱,并把它作为爱情的信物,是情人节、婚礼和周年纪念传情达意的首选花卉。

玫瑰花味极香,素有国香之称。宋代诗人杨万里笔下有“别有国香收不得”之诗句,近代诗人秋瑾称其“占得春光第一香”。

玫瑰花不仅颜值好、味道香,其花瓣也是价值数十亿美元的香水产业不可或缺的一种成分。玫瑰香水(又作玫瑰花水)是玫瑰花瓣蒸餾液的水溶胶(或花精露)部分,最初在波斯研制发现。人们把玫瑰花放入密封的玻璃瓶,再置其于阳光处,一个多月后便可得到几滴玫瑰香水。现代香水业需要大量的玫瑰精油(来自玫瑰花朵的抽出物),玫瑰香水做玫瑰精油的主要副产品,大幅减少了以往的昂贵造价。

明媚鲜妍能几时?

玫瑰原产于中国,栽培历史悠久。这种植物经历了几个世纪的种间杂交,基因渗入和多倍体化已经形成了200多种品种,在全世界广泛种植。

在玫瑰种植者看来,畅销的玫瑰品种必须具备迷人的色彩、诱人的香味和低耗水量,能抵抗锈病、白粉病和褐斑病等病害,以及红蜘蛛、蚜虫等主要害虫。

然而,对于普通的赏花人而言,则希望玫瑰花能永远美丽绽放,拒绝枯萎与凋谢。正所谓:“花谢花飞花满天,红消香断有谁怜?”“花开易见落难寻,阶前愁杀葬花人。”

不久前,中国、法国、德国和英国科学家组成的研究小组首次完整地对花园玫瑰的基因组进行了完整的测序,成功破译现代玫瑰花的基因组信息,找到了负责玫瑰花芳香、颜色、多次开花能力和寿命的基因。玫瑰基因组的破译意义重大,有助于研究人员未来对玫瑰花基因进行改良,开发出颜色更鲜艳、花期更持久、香味更稳定的玫瑰花种类,有效改善玫瑰对害虫以及干旱的抗性。

破解玫瑰花基因组的奥秘

为了做到这一点,研究人员研究了其中的一种玫瑰——18世纪从中国传到全球的“古老的腮红”品种。“古老的腮红”被视为来自200种已知野生品种所形成的当今数千种玫瑰品种的主要祖先之一。“古老的腮红”虽然是一种普通的玫瑰,但是研究人员从中获取了让其重复开花的特性,对于现代玫瑰花品种的开发有着非常重要的意义。

研究人员用了大约10年的时间,发现了协调玫瑰花朵颜色和香味的蛋白质、生化路径的36377个蛋白质编码基因和3971个非编码RNA,找到了蛋白基因和相应性状之间的联系。研究发现,一些基因起着相反的作用,有的负责酿造一种香味成分,而有的则负责关闭玫瑰花瓣所需的花苷色的制造。知道了这一点,可以帮助现代玫瑰育种者更好地权衡玫瑰花的颜色和气味。虽然科学家们之前仅仅获得了不完整的、难以清晰识别的植物基因组连贯性。不过,现在已经找到了一种捷径——利用基因“剪刀”改变玫瑰的DNA。

基因组是一种植物或动物的完整遗传物质,它在每个细胞或生物体中都能找到。研究人员从玫瑰植株上取下非常小的叶子,将它们碾碎并提取DNA,然后用专门的机器读取遗传密码。通过基因编辑技术,科学家们可以将酶定位到DNA的特定区域,并且可以在任何需要的地方进行精确的切割。通过这种方式,研究人员可以精确地关闭玫瑰花基因组中的特定基因。

以前尝试读取玫瑰花的DNA时,因为玫瑰花有复杂的、不同的染色体组合,所以不够精确。但最新的研究中,研究人员利用基因编辑技术将这些染色体分离开来,去掉了染色体对的一半——就像把父亲的DNA从婴儿身上移走,只留下母亲的DNA,使其更易于阅读。利用基因编辑技术,研究人员将可以创造出一种气味更香的花朵,它能持续更长的时间,并且全年开花。

相信再过几年,同学们就能收到由基因编辑的玫瑰花花束了!期待吧!

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