加點鹽讓水培韭菜找回了“靈魂”

本文轉自:中國科學報
加點鹽讓水培韭菜找回了“靈魂”
文章圖片
劉寧(中)與課題組成員共同分析韭菜在新型無土栽培裝置上的生長情況 。 受訪者供圖
■本報采訪人員張晴丹
韭菜是中國特色蔬菜 , 因其具有辛辣鮮香的獨特風味而深受國人喜愛 , 是逢年過節餐桌上不可或缺的食材之一 。 在很多人心里 , 不管是素餡還是肉餡水餃 , 少了韭菜就沒了“靈魂” , 這是為什么呢?
近日 , 北京市農林科學院蔬菜研究所(以下簡稱蔬菜所)栽培與設施科研團隊對上述問題給出了科學解釋 。 他們在分析韭葉代謝組數據時 , 發現谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)的含量遠高于其他游離氨基酸 。 眾所周知 , Glu和Asp能夠產生鮮味 , 這說明除了辛辣風味外 , 韭菜還能賦予食物鮮香的味道 , 所以餃子餡里韭菜往往是“主力選手” 。
科研團隊推測 , 在調味品匱乏的古代 , 含有豐富Glu和Asp的韭菜 , 可能扮演著類似味精的角色 , 給食物帶來清鮮的味道 , 浸透味蕾、深入記憶 , 成為中國味道的一張閃亮名片 。
11月10日 , 相關研究成果在線發表于《營養學前沿》 。
該研究還發現 , 輕度鹽脅迫能夠促進韭菜的風味次生代謝物積累 。 研究人員據此創新了微咸栽培技術 , 使水培韭菜的辛辣鮮香風味達到露地栽培的水平 , 為解決水培韭菜“味淡”的產業難題 , 提供了一項輕簡實用的技術方案 。 團隊通過揭示該技術的分子機理 , 也為其應用推廣提供了科學理論支撐 。
加點鹽讓水培韭菜找回了“靈魂”】蔬菜所栽培團隊曾首創韭菜水培生產技術 , 解決了農藥殘留超標的產業頑疾 , 引領了產業發展方向 , 然而栽培方式改變引發了韭菜辛辣度降低、風味不足的新問題 。
水培模式下 , 優越的水肥供給和設施環境條件 , 更有利于蔬菜積累初級代謝產物(營養生長) , 但不利于次生代謝物的合成和積累 。 次生代謝產物一般不直接參與蔬菜的生長發育過程 , 但能在作物抵御病害、應對環境脅迫等生理過程中發揮重要作用 。 其中 , 含硫有機物(如硫苷、S-烴基半胱氨酸亞砜)、黃酮類物質(如花青素、異黃酮、黃酮醇)、萜類化合物(如類胡蘿卜素、番茄紅素)等次生代謝物 , 是構成蔬菜風味口感、外觀色澤、營養價值等品質指標的核心成分 , 因而水培蔬菜的口感、風味不及土培產品是一個較為普遍的現象 。
水培韭菜葉片中的風味物質前體分子S-烴基半胱氨酸亞砜(CSO)積累量顯著低于同茬期的土培產品 , 導致韭葉“味淡” , 這也困擾著產業的可持續發展 。
為攻克韭菜“味淡”產業難題 , 科研團隊受農諺“逆境促品質”的啟發 , 發現在原營養液配方中添加少量食鹽 , 以輕度鹽脅迫處理水培韭菜 , 能夠刺激CSO合成 , 韭葉辛辣度顯著提高 , Glu含量增加 , 同時還原糖、維生素C、硝酸鹽含量等品質指標明顯改善 , 產量亦有所增加 。
團隊繼而運用生理生化、轉錄-代謝組分析等多項技術手段 , 發現鹽脅迫激活了轉錄因子AtubHLH1和AtuB3及CSO合成過程中的關鍵酶AtuFMO1基因的轉錄 , 共同促進風味物質的合成和積累 , 從而提升韭葉的辛辣風味 。
基于上述研究發現 , 團隊創新了微咸栽培模式 , 不但增味效果明顯 , 而且具有成本低廉、簡便易行的優點 , 也為其他蔬菜的品質栽培技術研究提供了有益借鑒 。 本研究揭示的韭菜“低鹽增味”分子通路 , 闡明了微咸栽培技術改善韭菜品質的科學理論基礎 , 也為后續韭菜分子育種提供了關鍵靶標 。