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为了变好吃 你知道香蕉有多努力吗?

百科编辑6个月前 (09-12)热点109

香蕉是我们日常生活中熟悉得不能再熟悉的水果了,但是你确定自己真的和它是“老熟人”吗?

香蕉:虽然经常吃,但我们还不熟

香蕉(Musa x paradisiaca),又名甘蕉,是一种多年生大型草本开花植物,属于单子叶植物纲姜目芭蕉科芭蕉属。

一般认为,香蕉原产于东南亚地区,包括印度以及中国南部。中国古代典籍常常将香蕉、芭蕉和甘蕉混用,关于香蕉食用的详细记载可见于《齐民要术》第十卷,《广志》曰:“剥其上皮,色黄白,味似蒲萄,甜而脆,亦饱人”。可以看出,中国古代是有食用蕉的,但食用口感似乎与我们平常吃的香蕉相去甚远,并且是有种子的。

这就奇怪了,为什么我们现在所食用的香蕉口感很好,和古籍中所记载的不是一回事呢?难道是香蕉背着我们偷偷进化了?

香蕉:没有进化,但被驯化

芭蕉(Musa basjoo),一般是指芭蕉属野生种,它们味苦涩、带有大量种子,不可食用。而我们平时食用的香蕉,一般指驯化种栽培香蕉。

从严格意义上说,无论是芭蕉、香蕉或者甘蕉,它们都是一类抽象名词,并不指代某一个具体品种,因此也常常被现代人们混用。

为了变好吃 你知道香蕉有多努力吗?
带种子的野芭蕉。左图是一种果皮颜色艳丽,成熟后自动炸裂开来的野芭蕉(Musa velutina);右图是收集的该种的种子。图片来源:中国科学院华南植物园

那么,口味不佳的芭蕉是怎么驯化成可供人类食用的品种呢?

随着爱吃且爱钻研的科学家们的研究与分析,人们逐渐发现新几内亚地区可能是最早的香蕉驯化中心,在这里发现了早期的栽培记录。

现代大多数食用无籽蕉主要源自两种野生品种:小果野蕉(学名为 Musa acuminata,染色体类型为 AA,大多为长长的果实)和野蕉(学名为 Musa balbisiana,染色体类型为 BB,大多为圆圆胖胖的果实),经过种内或种间的杂交形成,进而产生了多种多样的现代栽培蕉。

为了变好吃 你知道香蕉有多努力吗?
左图为小果野蕉果实;右图为野蕉果实 图片来源:中国科学院华南植物园

市面上常见的栽培品种属于人工杂交产生的三倍体,主要包括香蕉(AAA)、大蕉(AAB)和粉蕉(ABB)三大类。

它们属于单性结实,也就是说这类品种不经过授粉也可以结出果实。由于没有种子,生产上一般采用组织培养法进行大量种植。看到这里你或许就能明白,人们用给香蕉进行“绝育”的方式来去除黑黑的种子,从而让口感变得更好。

“吃”途广泛的香蕉

虽然我们平时一般都是将香蕉当成茶余饭后的美味水果,但是香蕉的可食用指南远不止于此。

据不完全统计,芭蕉属野生品种不足百种,但产生的栽培蕉品种可达千种。这些品种在约 140 个国家广泛种植,主要是获取果实,口感差点的可以考虑酿酒,如香蕉啤酒、香蕉酒。

不仅如此,栽培蕉的假茎和叶还可以生产纤维,根部可以积累大量淀粉。在一些欠发达国家,香蕉还是人们的重要食物储备。

尽管有些香蕉品种不适合鲜食,低糖、低水分、富含纤维,生吃口感粗糙,但经过烹饪(如蒸、煮、烤和油炸等)过后,它们仍旧可以成为餐桌上的美味,在一些非洲国家甚至还被作为主食。

这类烹食蕉一般属于大蕉类(AAB),全年结果,极其耐储藏,这也使得它们成为饥荒时期的宝贵食物来源。

人类可不是只会吃香蕉

当然,科学家们对香蕉的研究并不仅限于“吃”这个字上。随着基因组学这一研究领域的兴起与发展,科学家们自 2007 年以来,陆续开展果实作物基因组研究工作,先后探寻了葡萄、木瓜、苹果、林地草莓等果实的基因奥秘。

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重要果实作物测序时间线。

第一个香蕉基因组,严格意义来说是第一个野生芭蕉(小果野蕉)基因组,于 2012 年完成测序,极大地促进了下游功能育种的研究。

为了变好吃 你知道香蕉有多努力吗?
第一个小果野蕉基因组发表于《自然》(2012)。

随后的 10 年内诞生了不少关于野生芭蕉的基因组研究,但始终没有一个栽培香蕉的参考基因组发布。栽培香蕉往往是多倍体,杂合度、重复序列含量高,因此基因组的解析并不容易。

2022 年 8 月,距第一个野生芭蕉基因组发布后的第十年,中国科学院华南植物园的研究团队计划开展了对栽培香蕉(AAA)的全基因组研究,旨在揭示栽培香蕉的全基因组遗传成分,为追寻栽培香蕉遗传祖先以及鉴定关键驯化性状奠定研究基础。

研究团队选择的品种属于卡文迪许蕉(Cavendish)类的巴西蕉,这个品种在全世界范围内大量种植,市场份额占到了约 50%。先前曾有过关于卡文迪许蕉基因组的研究,但分辨率、完整性不足。科学家们迫切期待着卡文迪许完整参考基因组的解析。

香蕉:我变好吃了,但也不抗病了

全基因组的信息可以更好地帮助我们理解驯化的过程,哪些基因对栽培香蕉风味形成起了关键作用?为什么栽培香蕉的抗病性普遍低于野芭蕉?

带着这些疑问,研究团队进行了进一步的挖掘,发现与果实品质及风味相关的基因家族发生了显著扩张,包括蔗糖/二糖/寡糖代谢通路、淀粉代谢通路以及芳香物质合成相关通路。也就是说,它们参与香蕉果实中甜味、软糯口感、香气等的形成过程。

鲜食蕉和烹食蕉在口感风味上的巨大差异可能受到这部分基因控制。鲜食蕉往往吃起来更甜,这与果实成熟中可溶性糖的积累相关。

为了变好吃 你知道香蕉有多努力吗?
华南植物园中的巴西蕉。图片来源:中国科学院华南植物园

尽管驯化后的香蕉风味更佳,但野生种却表现为具有更高的抗病性。这种情况并非只存在于香蕉中,大多数作物在驯化过程中往往都表现出抗病性的下降,这主要是由于驯化过程中遗传成分逐渐单一化。

特别是对于香蕉而言,由于特殊的无性繁殖模式,全世界范围内的巴西蕉可能都源自同一个个体,具有相同一套 DNA。如果个体表现为对某种病易感,那么所有的个体也都难以避免。枯萎病就是一个例子,导致上一代全球流行的大麦客品种淡出市场。令人遗憾的是,近年来发现,巴西蕉同样对枯萎病易感。

研究人员对全基因组进行了抗病位点检测,发现相对野生芭蕉,巴西蕉中存在更少的抗性基因。

这与传统认知是相吻合的,但是考虑到巴西蕉的单系起源(它们的抗性基因是直接从亲本继承而来,因此抗性基因理应与亲本保持一致),这样的结果又是令人惊讶的,研究人员认为巴西蕉复杂的驯化过程可能造成这一独特性。

此外,研究人员还在 3 号以及 10 号染色体上定位到关联枯萎病抗性的区域,为未来枯萎病研究指明方向。

结语

理解作物的驯化过程往往并不简单,例如亚洲稻(又称水稻)的起源就长期存在争议。三倍体香蕉基因组的成功解析为香蕉遗传学和育种提供了重要资源。确定栽培香蕉的祖先和驯化过程则是另一项极其重要的工作,将有助于我们理解香蕉多样性的形成途径,这是未来香蕉育种的关键。

未来植物学家们会结合大规模的种质资源调查,通过群体水平(比较个体与群体间的异同)研究,进一步厘清栽培香蕉的驯化起源过程,以便于育种学者选择合适的品种进行杂交。

小小的香蕉中藏着人类驯化果实的秘密,未来,植物学家们将为我们揭晓更多的驯化秘密,你期待吗?

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标签: 香蕉水果
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