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研究发现土豆的「妈妈」是番茄,这个说法有道理吗?

其实谜底就在谜面上。

你看这个是什么果实:

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你可能猜测它有点像番茄或者圣女果之类的果实。

但是其实这就是土豆(马铃薯)的果实。

所以研究人员会怀疑土豆的妈是番茄那不是完全合情合理的吗。

现在找到分子生物学的证据,也算是坐实了猜测。

不过话说回来,900 万年确实是很长很长的时间,900 万年前人类还可能跟大猩猩一个妈,那会云豹、狮子、老虎、豹等猫科动物也还是同一个妈。

能找到马铃薯是类马铃薯和番茄杂交的证据也是非常有趣的事情了。

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这项研究核心内容就是找到了 900 万年前,马铃薯由类马铃薯和番茄杂交而来,来自番茄与类马铃薯的遗传贡献比例约为 4 : 6。

主要意义在于育种学方面的,可以为以后培养出更优质或者抗病性更好的土豆提供研究思路。

因为研究本来就是“优薯计划”一部分,也就是给土豆搞优生优育。

好了,关于基因方面的解读网上已经很多了。

这里讲讲有趣的事情:

土豆和番茄同为茄科植物,它们后面的茄科才是真有东西。

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哈利波特里面会尖叫的曼德拉草就是茄科的,事情是不是变得有趣起来了?

不同植物家族有不同的调性。

比起经常白给,好吃便宜的十字花科平民公主(代表蔬菜:小白菜、大白菜、椰菜花、芥蓝、球茎甘蓝、叶芥菜、萝卜等):

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卷心菜公主

茄科则更像是集齐了阴狠(漂亮但有毒的曼陀罗)、毒辣(辣椒)、魅惑(天仙子致幻、烟草上瘾等)于一身的魅魔,啊不对,是巫医,既提供阿托品(镇静)又提供致幻剂:

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新世界(哥伦比发现的美洲新大陆)不养闲人,大多来自美洲的茄科植物自然带了点美洲的特色。

土豆你看起来是种挺温和的植物是不是?

但其实野生土豆也不是善茬。

大家都知道土豆发芽就不能吃了,因为发芽的土豆龙葵素(glycoalkaloids)含量很高。

这类生物碱具有毒性并苦味明显,少量食用可能会导致肝肾损伤,大量食用中毒甚至会导致死亡。

而土豆被人工驯化之前是分布在秘鲁中部至阿根廷北的野生马铃薯复合群。

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安第斯山脉出售的各种土豆

这些野生的土豆是有毒的,含有龙葵素,只是通过安第斯原住民选择味道较不苦的种类逐步降低了毒性。

安第斯山脉野生从二倍体到六倍体都有,而我们吃的土豆是四倍体种。

中间经过了多次杂交育种,现在的土豆基因组高度杂合。

其实不但土豆有龙葵素,番茄和茄子都有。

龙葵素另外的名称就是茄碱,广泛存在于茄科植物当中。

现在市面上我们吃的番茄和茄子都是成熟的,未成熟的生番茄和生茄子也都含有龙葵素,生吃会中毒的。

另外,辣椒也是茄科的,番茄有辣椒素的基因,但是不表达为辣椒素。

其实土豆也有。

辣椒中参与辣椒素生物合成的 51 个基因家族在番茄、马铃薯和拟南芥中都有直系同源基因 *1。

其中辣椒有 13 个基因家族发生了独立的特异性复制(例如,酰基载体蛋白 (Acld)、AT3、羧基转移酶β亚基 (β-CT)、C3H、肉桂醇脱氢酶 (CAD)、肉桂酰辅酶 A 还原酶 (CCR)、Kas IPAL基因等)。最终导致了辣椒素生物合成途径的特化和演化。

既然它们同为茄科,并且还有合成辣椒素的同源基因,以后培育出辣的番茄和土豆也不是梦(bushi)。

另外有趣的是,烟草也是茄科(烟草属的植物。

茄科中的曼陀罗属、颠茄属、天仙子属、曼德拉草属及山莨菪属等通过合成莨菪烷[类]生物碱(tropane alkaloids)获得药用与毒性特性。该类生物碱具有八元双环含氮核心结构(莨菪烷):

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莨菪烷[类]生物碱被认为是自史前时代以来最有价值的化合物之一。

从莨菪烷这个名字就可以看出来,它们跟山莨菪属有千丝万缕的关系。

事实上也是如此,最开始这类生物碱很多都是茄科提取的,比如阿托品、莨菪碱等。

因为这些化合物具有抗胆碱能特性,它们可以通过结合毒蕈碱型(M 型)乙酰胆碱受体和 / 或烟碱型乙酰胆碱受体,阻断中枢神经系统和外周神经系统中的乙酰胆碱传递。因此,它们在临床上具有重要意义,并被用作止吐药、麻醉药、抗痉挛药、支气管扩张剂和散瞳剂。

尤其是阿托品,在临床上使用不要太多,主要是它能迅速解救有机磷农药中毒

茄科里面还有致幻三杰the trio of the delirium:

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中世纪时期,多种药膏和饮品的配方中曾包含一些具有致幻作用的植物。

以及从中世纪的欧洲就“声明在外”的茄科三大致幻植物:

致命颠茄(Atropa belladonna)、天仙子(Hyoscyamus niger)和曼德拉草(Mandragora officinarum)。

其中曼德拉草更是尤为出名,经常以尖叫植物的形态出现,哈利波特里面也有提及。

所有上述植物均含 阿托品东莨菪碱莨菪碱。通过阻断 M 型乙酰胆碱受体引发中枢神经兴奋→谵妄→昏迷,致死剂量可致呼吸麻痹。

曼陀罗属的很多花朵也是同样的作用。

所以茄科真是个有趣的植物类别。

进可以致幻中毒,退可以贡献世界上最大品类的麻醉药、最广泛播种的主粮之一。

以上~

1Biochemistry and molecular biology of capsaicinoid biosynthesis:recent advances and perspectives



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