加点盐让水培韭菜找回了“灵魂”

本文转自：中国科学报

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刘宁（中）与课题组成员共同分析韭菜在新型无土栽培装置上的生长情况。受访者供图
■本报采访人员张晴丹
韭菜是中国特色蔬菜，因其具有辛辣鲜香的独特风味而深受国人喜爱，是逢年过节餐桌上不可或缺的食材之一。在很多人心里，不管是素馅还是肉馅水饺，少了韭菜就没了“灵魂” ，这是为什么呢？
近日，北京市农林科学院蔬菜研究所（以下简称蔬菜所）栽培与设施科研团队对上述问题给出了科学解释。他们在分析韭叶代谢组数据时，发现谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）的含量远高于其他游离氨基酸。众所周知， Glu和Asp能够产生鲜味，这说明除了辛辣风味外，韭菜还能赋予食物鲜香的味道，所以饺子馅里韭菜往往是“主力选手” 。
科研团队推测，在调味品匮乏的古代，含有丰富Glu和Asp的韭菜，可能扮演着类似味精的角色，给食物带来清鲜的味道，浸透味蕾、深入记忆，成为中国味道的一张闪亮名片。
11月10日，相关研究成果在线发表于《营养学前沿》。
该研究还发现，轻度盐胁迫能够促进韭菜的风味次生代谢物积累。研究人员据此创新了微咸栽培技术，使水培韭菜的辛辣鲜香风味达到露地栽培的水平，为解决水培韭菜“味淡”的产业难题，提供了一项轻简实用的技术方案。团队通过揭示该技术的分子机理，也为其应用推广提供了科学理论支撑。
【加点盐让水培韭菜找回了“灵魂”】蔬菜所栽培团队曾首创韭菜水培生产技术，解决了农药残留超标的产业顽疾，引领了产业发展方向，然而栽培方式改变引发了韭菜辛辣度降低、风味不足的新问题。
水培模式下，优越的水肥供给和设施环境条件，更有利于蔬菜积累初级代谢产物（营养生长），但不利于次生代谢物的合成和积累。次生代谢产物一般不直接参与蔬菜的生长发育过程，但能在作物抵御病害、应对环境胁迫等生理过程中发挥重要作用。其中，含硫有机物（如硫苷、S-烃基半胱氨酸亚砜）、黄酮类物质（如花青素、异黄酮、黄酮醇）、萜类化合物（如类胡萝卜素、番茄红素）等次生代谢物，是构成蔬菜风味口感、外观色泽、营养价值等品质指标的核心成分，因而水培蔬菜的口感、风味不及土培产品是一个较为普遍的现象。
水培韭菜叶片中的风味物质前体分子S-烃基半胱氨酸亚砜（CSO）积累量显著低于同茬期的土培产品，导致韭叶“味淡” ，这也困扰着产业的可持续发展。
为攻克韭菜“味淡”产业难题，科研团队受农谚“逆境促品质”的启发，发现在原营养液配方中添加少量食盐，以轻度盐胁迫处理水培韭菜，能够刺激CSO合成，韭叶辛辣度显著提高， Glu含量增加，同时还原糖、维生素C、硝酸盐含量等品质指标明显改善，产量亦有所增加。
团队继而运用生理生化、转录-代谢组分析等多项技术手段，发现盐胁迫激活了转录因子AtubHLH1和AtuB3及CSO合成过程中的关键酶AtuFMO1基因的转录，共同促进风味物质的合成和积累，从而提升韭叶的辛辣风味。
基于上述研究发现，团队创新了微咸栽培模式，不但增味效果明显，而且具有成本低廉、简便易行的优点，也为其他蔬菜的品质栽培技术研究提供了有益借鉴。本研究揭示的韭菜“低盐增味”分子通路，阐明了微咸栽培技术改善韭菜品质的科学理论基础，也为后续韭菜分子育种提供了关键靶标。