真正的蓝玫瑰都是转基因的

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真正的蓝玫瑰都是转基因的

来源:羊城晚报 日期:2018-10-23


  

日本研发的『蓝玫瑰』原来是一种月季(资料图片)



  天津大学药学院与中科院的团队希望能获得稳定可遗传的蓝色玫瑰 (资料图片)


  玫瑰和月季都已有5000多年的人工栽培历史,迄今已培育出2500多个品种,近些年市面上盛行一种蓝玫瑰,尤其令人惊艳。不过,这些蓝玫瑰大多都是人工染色,因为玫瑰根本就没有能开出蓝色花的品种。早在2006年,日本人曾宣称他们已培育出真正的蓝玫瑰,后来证实那其实也只是利用转基因工程培育的一朵蓝月季而已。

  近日,一篇题为《一种用于蓝玫瑰生产的非核糖体肽合成酶的克隆与表达》的文章发表在《美国化学会合成生物学》上,第一作者为天津大学药学院国际博士后安卡纳哈利·南加瓦。同时,天津大学药学院张雁教授研究团队和中国科学院大学陈义华教授团队合作,宣称利用合成生物学技术成功研发出“全球首支蓝玫瑰”。

  真正的蓝玫瑰真的诞生了?为什么一朵蓝玫瑰会如此得之不易?实在是让人好奇。

  缺失的“蓝色素”

  大自然中为何没有蓝色的玫瑰?这实在是件令人遗憾的事。事实上,花卉的色彩虽然斑斓,却有很多种植物都不会开出蓝色花朵。

  据说如今市面上卖的蓝玫瑰,多为染色。要么是采用一种荷兰人的技术,在白玫瑰盛放之前,用一种对人体无害的染色剂和助染剂调合成着色剂来浇灌,数日后花朵在吸收了这种水分后,花瓣会呈现出淡蓝色;要么就是直接将浅色玫瑰的花瓣泡在一种油漆或一种蓝色着色剂的水中染成蓝色。但这两种方法得来的蓝色玫瑰通常会在一段时间后脱色。

  科学家们也一直对蓝玫瑰很好奇。他们发现,花朵的颜色是由花瓣的色素层决定的,色素层则由基因决定。玫瑰的各个品种中,偏偏就是没有这种能使花色呈蓝色的基因。所以“蓝玫瑰”在英语里,本身就含有“无法实现的希望”或“不可能完成的任务”之意,因为自然界中根本没有蓝玫瑰。

  “蓝玫瑰”的诞生

  一本由王友华等人所著的《基因变迁史》中曾详细地讲到,蓝色花瓣中的蓝色便是因为植物中含有类黄酮3′5′-羟基化酶基因,它是植物体内合成3′5′-羟基花色素苷的关键酶基因,它们调控蓝色花形成所需色素——飞燕草色素的合成,从而使花色呈现蓝色。

  从理论上讲,只要将这种基因从许多种具有蓝色花色的植物中分离出来,比如从矮牵牛、瓜叶菊、紫罗兰、三色堇等花朵中分离出来,将其转入无法产生蓝色色素的花卉中,就可以培育出转基因蓝色花卉。日本人当年培育出的“喝彩蓝玫瑰”,就是采用这一方法得来的。

  日本科学家利用基因工程将三色堇和鸢尾中的两个蓝色色素合成基因F3′5′H,转入玫瑰(后被证实是一种月季,只是英文中月季与玫瑰都为ROSE,翻译时有了误会)中,最终培育出了含有堇菜色素的“蓝玫瑰”。他们在2009年将此品种商业化推出,称它们是最适合“特别场合的豪华礼品”,每支售价在2000到3000日元之间(约人民币120-190元之间),比日本当时的普通玫瑰的售价要贵10倍左右。实际上,这种“蓝玫瑰”的花色更像是淡紫色或藕荷色,这可能是由于花朵本身的其他色素和液泡pH的干扰导致。

  据说,用同样的方法,科学家们还得到了珍贵的蓝色蝴蝶兰、蓝色百合花、蓝色康乃馨、蓝色月季等多种名贵花卉。

  天津大学药学院与中国科学院大学的团队最近研发出的“全球首支蓝玫瑰”,采用的也是转基因方法。

  天津大学药学院的张雁课题组通过构建双重表达质粒,实现了这一目标。该质粒包括两个参与靛蓝合成的细菌基因。研究人员将该质粒转化进入农杆菌中,再将农杆菌注射到白玫瑰的花瓣中,注射12小时后,农杆菌在植物激素乙酰丁香酮的诱导下把基因转移到玫瑰花瓣细胞基因组中,从而使玫瑰细胞表达合成深蓝色的酶。

  据悉,下一步张雁团队计划与相关科研团队合作,利用遗传学技术,永久性地修改植物的基因组,从而获得稳定可遗传的蓝色玫瑰。如果进一步研究成功,将成为50亿美元全球玫瑰市场中的新品,并重新定义英文字典中“蓝玫瑰”。

  转基因令花开得更艳

  用转基因工程来改造花卉已取得不少成就。

  从颜色改良方面,科学家就已克隆了许多与颜色相关的花卉基因,并转入各种花卉,使它们呈现出更多不同颜色。比如1987年,科学家将玉米色素合成中的还原酶基因导入矮牵牛花,获得一种全新的砖红色矮牵牛;荷兰科学家在红色矮牵牛花中又插入苯基乙烯酮合成酶的反义RNA,获得了纯白色和颜色变浅且有色与无色相间的两种矮牵牛花;应用同样方法,他们还将粉色菊花变成了白色菊花。

  花卉改良也不仅体现在颜色方面,还包括花的形状、香味、保鲜期等多方面性状。

  据说英国科学家向金鱼草和兰花转入一种基因,使花朵不再呈辐射状对称,具有了新的特殊形状;生物学家皮斯用发根农杆菌转化柠檬天竺葵,发现转化植株中芳香族物质有显著提高,花朵散发出迷人的甜香味;澳大利亚科学家在香石竹上转入氨基环丙烷羧酸(ACC) 氧化酶合成基因的反义RNA,培育出的香石竹新品种保鲜期延长了两倍;日本科学家在蝴蝶兰体内植入海洋浮游生物的荧光蛋白,获得了在紫外线下会发光的花朵。

  显然,转基因花卉还将带给人们更多视觉与嗅觉上的新奇感受。