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【交汇点】金花菜,是如何从牧草“逆袭”上人类餐桌的?

 

交汇点讯 俗话说“春食野”,伴随着春天的脚步,田野重新披上葱茏的绿装,野菜也开始成为很多“吃货”的心头好。

 

在种类繁多的野菜中,金花菜一向有着良好的口碑。作为一年生苜蓿,金花菜又称南苜蓿、秧草、草头等,在世界各地广泛分布,在我国栽培历史悠久。

它具有较高的饲用价值,其草质柔嫩、营养丰富,可作青饲、调制干草粉或青贮。同时,金花菜也是南方传统的风味蔬菜,它口感嫩滑,清香四溢,加上炒熟后颜色碧绿,鲜翠欲滴,令人食欲大动,同时它还含有丰富的蛋白质、维生素和膳食纤维,有很高的营养价值。高颜值、富营养、好口感,食材界有这样的“高富帅”,谁不动心呢?

但是,你知道吗?金花菜的“前世”其实是一种动物吃的青饲料,因为“好吃”且营养价值高,才“惊动”了人类,上了春天的餐桌。

近日,扬州大学金飚教授团队和魏臻武教授团队完成了金花菜主栽品种“淮扬金花菜”的全基因组测序工作,从科学层面揭示了这其中的奥秘。

研究发现,“淮扬金花菜”的高质量染色体版本的金花菜参考基因组全长457.53Mb (scaffold N50=57.72Mb),共注释得到36,087个蛋白编码基因。

木质素含量及其单体组成是影响植材食用口感、可消化性的主要因素。研究人员通过石蜡切片染色观察发现,金花菜茎秆中木质素含量显著低于紫花苜蓿;通过基因功能注释和基因家族鉴定,发现金花菜基因组中有65个木质素合成相关基因,数量显著低于豆科其他物种(大豆:142个,蒺藜苜蓿:77个,紫花苜蓿:77个)。

结合转录组和代谢组学研究发现,11个木质素相关基因在开花前期高表达,19个相关基因在开花后期高表达,木质素单体的含量在开花前期含量较低,在盛花期后大量累积,这些结果解释了金花菜在开花前期可食用性高、可作为蔬菜食用的遗传基础。

研究人员还发现,金花菜中含有丰富的次生代谢产物,包括多种黄酮类物质、酚酸、萜类、维生素、大豆皂苷、有机酸等,差异分析显示这些营养物质在开花前期就开始大量积累,说明了金花菜作为蔬菜的营养价值很高。

这些发现,正是为“草头吃嫩头,口感最上头”的饮食体验找到了科学依据。

此外,作为二倍体的金花菜的粗蛋白含量与四倍体紫花苜蓿粗蛋白含量(约20%)相当,部分品种甚至超过紫花苜蓿,高蛋白含量使其具有更高的利用价值,且对于理解豆科植物蛋白质功能具有重要意义。比较基因组研究发现一些与蛋白质和氨基酸代谢相关基因在金花菜中发生了正向选择,这些基因的正向选择可能是提高金花菜粗蛋白含量的分子基础。

本研究组装了高质量的金花菜基因组,结合转录组和代谢组学,揭示了金花菜木质素含量低、粗蛋白含量高、营养成分丰富的分子遗传基础。

魏臻武介绍,好草养好牛,草好,牛羊才长得好,牛奶、羊奶的品质才好,而我国优质牧草短缺,每年进口的苜蓿干草以百万吨计,而要增加自产优质苜蓿干草供应,需要加快优质苜蓿的育种速度,“本研究将为金花菜、苜蓿属以及其他豆科物种农艺性状的改良提供重要遗传学资源。”

日前,这一研究成果论文《The genome of Medicago polymorpha provides insights into its edibility and nutritional values as a vegetable and forage legume》(《金花菜基因组揭示了苜蓿做为牧草和蔬菜的可食性和营养价值》)已在《园艺研究》(Horticulture Research)在线发表。

扬州大学园艺与植物保护学院博士生崔佳雯、路兆庚和诺禾致源王天义为该论文的共同第一作者,金飚教授和魏臻武教授为该论文的共同通讯作者。该项目由江苏省研究生科研创新计划资助和自筹经费完成。(通讯员 吴锡平 王晏然  新华日报·交汇点记者 王拓)

报道链接:https://jnews.xhby.net/v3/waparticles/7fda002d5708436da67a57947ffc4b06/jXntIkiZiZj3ISvi/1

——交汇点 2021年3月15日

 

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