当番茄植株生长出营养丰富的新鲜肉质获得丰收时，在逆境中易产量下降的“农业困难户”辣椒植株也开始防御了。它们会产生辣椒素，这种果实的次级代谢产物赋予辣椒辛辣味，以抵御捕食者。

 

　　从进化的角度来看，红辣椒是番茄长期失联的烈性表亲。它们是在1900万年前从一个共同祖先身上分离出来的，仍然拥有一些相同DNA。

 

　　研究人员日前在《植物科学趋势》上发表的一篇观点文章指出，利用最新的基因编辑技术，番茄也可能产生辣椒素，尽管这是一项挑战。

 

　　辣椒素的辛辣不是味道，而是对疼痛的反应。它们刺激舌头中的神经细胞，处理热引起的疼痛，大脑将其解释为烧灼感。有证据表明，辣椒素的进化有助于辣椒阻止小型哺乳动物食用它们的果实。但鸟类是种子的“派送员”，对辣椒素没有疼痛反应。

 

　　辣椒被称为“世界上最受欢迎的调味品”，但研究人员的目标并不是要开始一场新的烹饪时尚——虽然这并不是完全不可能的，而是要用一种更简单的方法来大量生产用于商业目的的辣椒素。这些辣椒素兼具营养和抗菌特性，用于止痛药、胡椒喷雾等。

 

　　论文作者、巴西委索萨联邦大学植物生物学家Agustin Zs?觟g?觟n表示：“将辣椒素类基因通路设计成番茄，会让这种化合物的生产变得更容易、更便宜。”他带领团队用最先进的基因组工程技术激活番茄辣椒素的生物合成，“是开发这些有价值的次生化合物的一个合适选择”。

 

　　“我们有足够强大的工具来设计任何物种的基因组，但挑战在于知晓要设计哪些基因以及它们在哪里。”Zs?觟g?觟n说。

 

　　目前至少有23种不同类型的辣椒素，均来源于辣椒的果核。但即使在同一品种的果实中，由于环境对辣椒素水平的强烈影响，辣味也不一致。辣味是由调节辣椒素生产的基因决定的，而不太辣的辣椒有影响这一过程的突变。

 

　　辣椒素类化合物的生物合成受到辣椒果实基因型—环境相互作用的强烈影响。辣椒素水平具有很高的可塑性。先前的基因测序工作表明，番茄中也存在辣椒素类生物合成途径的非活性基因，但没有启动它们的机器。

 

　　“理论上，你可以用这些基因在番茄中产生辣椒素。”Zs?觟g?觟n表示，“因为我们没有关于番茄生产辣椒素途径表达模式的可靠数据，所以我们必须尝试其他方法。一种方法是一次激活一个候选基因，看看会发生什么，会产生哪些化合物。”

 

　　辣椒基因组的测序、番茄具有刺激性必需基因的发现，为通过靶向基因组操作生产辛辣番茄的工程化铺平了道路。研究人员认为，这项努力不仅为了解辣椒素在不同茄科植物中的进化和分化提供了依据，并允许番茄辣椒素类生物活性的发展，而且可能开发一些新品种农产品。