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黄瓤的西瓜是怎么结出来的呢?

这是一个好问题,事实是:早期的西瓜瓤就是黄白色的,不甜反而有苦味。而现代西瓜红肉甜西瓜是才是人工选择的结果。

西瓜的祖先是黄白色的

西瓜属一共包含 6 个物种,除了我们常吃的西瓜C. lanatus外,其中四个(C. amarusC. ecirrhosusC.naudinianusC.rehmii)原产于纳米布 - 卡拉哈里地区,一个(C. mucosospermus)原产于西非,还有一个(C. colocynthis)分布在北非至西印度。所有的野生物种都有黄白色果肉。

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Citrullus amarus 柚子瓜
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科学家在考古时发现,在距今 5000 年前的利比亚西南部乌安・穆胡贾格遗址里,就有野生西瓜(学名 C. lanatus)的种子!这说明几千年前,人类就和西瓜 “打过交道” 了。不过,西瓜的 “祖先” 到底是谁?科学家们争论了很久。20 世纪 30 年代,大家觉得南非香瓜可能是西瓜的祖先;但从 2015 年开始,新研究发现,一种生长在苏丹科尔多凡地区的科尔多凡甜瓜,更有可能是现代西瓜的 “老祖宗”!

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科尔多凡甜瓜 Kordofan melon
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基于收藏品的系统基因组学表明,科尔多凡甜瓜是栽培西瓜的近亲,与埃及墓葬壁画相符

古埃及的壁画也来 “作证” 了!在萨卡拉附近赫努霍特普墓的壁画里,画着 4300 多年前的餐桌:深绿色条纹的长方形水果旁边,摆着莲花、蛇瓜和葡萄,妥妥的古代 “甜品桌”。另一座墓穴的壁画里,同样画着带深色条纹的大西瓜。

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还有第 21 王朝(公元前 1069 - 945 年)的纸莎草纸上,画着圆圆的西瓜,形状和叶子的比例,都和科尔多凡甜瓜一模一样!

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原来,黄色瓜瓤的西瓜才是 祖先,比我们熟悉的红瓤、粉瓤西瓜出现得更早。而且,这些古老的黄瓤西瓜可不是转基因的 “高科技产物”,而是经过人类几千年收集种子、自然杂交培育出来的。

西瓜的驯化经历了先苦后甜

不过,西瓜从 “祖先” 变成现在清甜多汁的模样,经历了一段 “先苦后甜” 的驯化之旅!​

在遥远的古代,西瓜就像大自然的 “移动水罐”。因为它含水量超高,被人们当作旱季的救命粮,既能填饱肚子,又能补充水分。但那时的野生西瓜,味道可不像现在这样可口 —— 它们全是苦的,根本没法直接吃!这是因为西瓜所属的葫芦科家族,自带一种叫 “葫芦素” 的萜烯化合物,只要有它在,果实就会苦得让人直皱眉。

Bi基因编码一种氧化角鲨烯环化酶(OSC),该酶催化葫芦素 C 生物合成的第一步,对苦味的产生至关重要。无苦味果实的驯化是通过趋同核苷酸替换发生的,这导致Bt基因中出现过早的终止密码子,从而产生截短的、无功能的蛋白质。

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科学家对比了所有西瓜家族成员的基因后发现,科尔多凡甜瓜和现代西瓜,还有西非的C. mucosospermus,它们的 Bt 基因都出现了同样的 “故障”,具有相同的导致提前终止密码子的替换,让果实变得不再苦涩。

黄色西瓜并非转基因品种,而是通过种子收集和自然杂交技术种植了数千年。从历史上看,黄色西瓜并不甜,但经过多年选择性栽培以改善其风味,这种金黄色的果实形成了温和的甜味。早期农民可能从野生环境中引入了无苦味的西瓜进行栽培。

红瓤西瓜怎么来的?

现代西瓜果肉呈现红色是由于番茄红素的积累,很可能是通过抑制番茄红素转化为β- 胡萝卜素来实现的,而这一过程由 LCYB(番茄红素β- 环化酶)酶介导。这种酶需要 NAD(P)H。它将番茄红素(2 个ψ端)转化为β- 胡萝卜素(2 个β端)

LCYB 由 lcyb 基因编码,果肉呈红色的西瓜品种的特征是 4 号染色体上 lcyb 基因的多态性,导致缬氨酸取代苯丙氨酸(V226F)。这些不同的 LYCB 等位基因通过调节 LYCB 蛋白的丰度来影响果肉颜色。

除驯化的红肉甜西瓜外,所有西瓜属物种(包括科尔多凡甜瓜)均缺乏 LYCB 的 V226F 突变,影响胡萝卜素的转化,从而影响果肉颜色果肉呈白色至绿色。

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由于科尔多凡甜瓜具有纯合的非红色基因型,因此西瓜的红肉颜色可能是在驯化过程中慢慢出现的。

如今人类的育种技术,可以使西瓜的果肉颜色丰富多样,包括红色或粉色(最常见的)、橙色、黄色、绿色或白色。

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总结:黄瓤西瓜就是自然界存在的西瓜,而且本身就不好吃,是苦的。红瓤西瓜才是人工驯化的甜西瓜。不过如今的黄瓤品种已经比野生型改良很多了。

参考文献:

Renner, S. S., Wu, S., Pérez-Escobar, O. A., Silber, M. V., Fei, Z., & Chomicki, G. (2021). A chromosome-level genome of a Kordofan melon illuminates the origin of domesticated watermelons.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,118(23), e2101486118.

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