榴莲有臭味怎么辨别（榴莲基因的秘密）

你爱吃榴莲（Durio zibethinus）吗？如榴莲这等味道强烈的水果，通常爱的人就很爱、厌恶的人就很厌恶；但榴莲除了口味特别以外，果实本身还会发出强烈的气味——或者说臭味。

因为这强烈的气味，在许多地方的大众交通工具与饭店都禁止旅客/房客携带榴莲；喜爱它的人不在乎，但讨厌它的人会说闻起来像“洋葱、松节油与臭袜子的组合”。过去的分析显示，气味包括了挥发性硫化物、酯、醇类与酸等。

由于榴莲是东南亚一带重要的农产品，国立新加坡大学的研究团队挑选了在星马最受欢迎的榴莲品系“Musang King”进行基因体定序。

定序结果发现，榴莲的基因体大约是七亿三千八百万碱基对（738 Mb），其中54.8%为重复序列；有四万五千多个基因。在目前已经定序完成的植物中，榴莲与同为锦葵科（Malvaceae）的可可与棉花亲缘最近；分析显示榴莲与棉花的亲缘关系较可可近，可可大约在六千两百万到八千五百万年前与榴莲和棉花分道扬镖，接着在六千万到七千七百万年前，榴莲与棉花各奔东西。与可可相比，榴莲的基因出现高度重复的现象：大约75%榴莲与可可都有的基因，在榴莲的基因体内出现两个、三个甚至四个或以上。

基因重复，并不代表一定表现量就会高；尤其让研究团队感兴趣的是那些与气味、口味相关的基因。到底榴莲的气味是怎么来的呢？于是他们将不同部位榴莲组织的核糖核酸分离出来定序。定序的部位包括成熟的果实、茎、叶、根，同时也取了另外两个品系的榴莲（Monthong 与 Puang Manee）的果实。

比较同一品系的果实与其他部位发现，成熟的果实中与硫化物、成熟、风味相关的基因表现量都上升。其中与硫化物相关的基因包括酸-硫醇连接酶（acid-thiol ligase）与甲硫胺酸代谢途径的酵素；与成熟相关的基因包含了合成乙烯（乙烯是使果实成熟的贺尔蒙）最重要的氨基环丙烷-1-羧酸合酶（ACS，aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase）；与风味相关的则包含了让灵芝带有特殊苦味的三萜化合物代谢途径、己醛与己醇合成相关基因等。相对的，其他部位表现较高的基因则为光合作用、氮代谢相关基因等。

为了了解榴莲特殊的风味是否与基因表现相关，研究团队将榴莲果实的转录体与其他五种水果（香蕉、芒果、鳄梨、番茄、蓝莓）进行比较。结果发现：榴莲果实中合成乙烯与硫化物相关的基因表现特别高。而 Musang King 品系与其他两种品系相比，它不论是硫化物合成、乙烯合成以及风味相关的代谢途径基因表现量都是最高的。

特别的是，榴莲基因体中，分解甲硫胺酸所需的甲硫胺酸-γ-裂解酶（MGL，Methionine γ-lyase）竟然有四个！树棉（G. arboreum）只有三个、而可可只有一个。MGL是挥发性硫化物合成的重要酵素，甲硫胺酸与半胱胺酸都是经过MGL的作用分解为甲基硫醇，再分解成其他的硫化物。进一步的研究发现，榴莲的MGL中，有两个（MGLb1与 MGLb2）只在果实中大量表现，而这两个MGL并不存在于棉花与可可中。

由于甲硫胺酸也是合成乙烯的原料，因此研究团队认为：透过基因重复，榴莲有了其他植物没有的甲硫胺酸-γ-裂解酶，并以这个酵素将部分的甲硫胺酸转化为硫化物。

既然榴莲使用大量的甲硫胺酸来合成乙烯与硫化物，但由于土壤颗粒为带负电的硅酸铝，因此带负电的硫酸根（植物主要吸收硫的形式）在土壤中并不是很容易留存；榴莲是否有什么小撇步来提高自己吸收与保存硫的能力呢？研究团队在榴莲的转录体分析中看到，有几个与感应硫、回收硫相关的基因，在榴莲中的表现量都比其他植物要高。也就是说，因为要释放更多的硫化物，榴莲也有相对应的机制确保自己可以吸收与保存足够的硫。

透过基因体的研究与转录体的比较，对于榴莲气味的来源有更进一步的了解；将来应该可以进一步研究其他榴莲属植物的基因体，更进一步了解这种“刺果”（榴莲的英文名durian是源自马来语，原意就是“刺”duri）。虽然大家最熟悉的是 D. zibethinus，但在产地至少还有八种不同的榴莲属植物也出产可食的果实、有些甚至因为开发与人为采摘已经出现灭绝危机，希望透过更多榴莲的研究，未来可以有品质更好的榴莲出产，也可为野生榴莲的保存略尽心力！