藍(lán)玫瑰寓意“清純的愛和敦厚善良”，一直被追求浪漫的人所鐘愛。在英語(yǔ)中，“藍(lán)玫瑰”同時(shí)意味著無(wú)法實(shí)現(xiàn)的希望或不可能完成的任務(wù)，因?yàn)樗淮嬖谟谧匀恢?，盡管園藝師用幾個(gè)世紀(jì)嘗試繁育藍(lán)玫瑰，但一直未能成功。

　　近日，中國(guó)科學(xué)家突破了植物通過不同花青素控制花卉顏色的固有思路，利用合成生物學(xué)的思路，證明了利用細(xì)菌產(chǎn)生的藍(lán)色色素制造藍(lán)玫瑰的可能性。

　　從細(xì)菌到花瓣

　　雖然玫瑰的人工栽培已有5000年的歷史，且品種繁多，但真正意義上的藍(lán)色玫瑰尚未獲得。這一方面是由于藍(lán)色花瓣顏色較深，在自然界中不易被昆蟲等媒介識(shí)別，因而難以繁衍；另一方面是因?yàn)槊倒逯斜緛?lái)就缺少能夠產(chǎn)生藍(lán)色花青素的基因。

　　1850年，法國(guó)就有懸賞稱給*個(gè)做出藍(lán)玫瑰的園藝師50萬(wàn)法郎。然而，到現(xiàn)在160多年過去了，一直未獲成功。2008年，日本三得利公司利用分子遺傳學(xué)手段將花青素的合成酶基因引入玫瑰基因組中，宣稱獲得了顏色接近藍(lán)色的玫瑰花，但其花瓣顏色更接近淡紫色，并未被廣泛接受。而目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的“藍(lán)色妖姬”是化學(xué)染色而成。

　　在近日發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)《合成生物學(xué)》雜志上的文章中，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員陳義華和天津大學(xué)藥學(xué)院教授張雁團(tuán)隊(duì)合作，將來(lái)源于細(xì)菌的藍(lán)色色素成功表達(dá)在白色玫瑰花瓣中，使其呈現(xiàn)藍(lán)色。

　　研究人員將鏈霉菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物谷氨酰胺藍(lán)靛素合成酶基因（idgS）和負(fù)責(zé)該蛋白翻譯后活化的基因（sfp）構(gòu)建在植物表達(dá)的載體中，并通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)使其轉(zhuǎn)入白色玫瑰花瓣中，在培育12小時(shí)后，驚喜地發(fā)現(xiàn)玫瑰花瓣轉(zhuǎn)入點(diǎn)周圍呈現(xiàn)出藍(lán)色。進(jìn)一步研究證實(shí)花瓣中的藍(lán)色化合物就是谷氨酰胺藍(lán)靛素。

　　“我們用類似注射的方式把細(xì)菌攜帶的質(zhì)粒打入花瓣根部的細(xì)胞，然后，花瓣開始用放進(jìn)去的基因一點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生藍(lán)色色素并向外擴(kuò)散。”陳義華在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)介紹。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不注入這兩個(gè)基因或缺少其中任何一個(gè)基因都不能使白玫瑰花瓣變藍(lán)。

　　“啟動(dòng)子就像電燈的開關(guān)一樣，我們選擇了花所特有的啟動(dòng)子和終止子，從而讓這兩個(gè)基因只在花朵上產(chǎn)生表達(dá)，否則整個(gè)植株都會(huì)變成藍(lán)色。”張雁補(bǔ)充說(shuō)。

　　突破固有思路

　　此次研究的一大亮點(diǎn)是，突破了傳統(tǒng)上通過花青素控制花卉顏色的固有思路。新研究證明花瓣可以利用細(xì)菌的基因合成功能性酶，催化其細(xì)胞內(nèi)部本來(lái)就有的L-谷氨酰胺底物變藍(lán)。“未來(lái)，實(shí)現(xiàn)花朵變藍(lán)的方法可能將不再限于花青素，而是可以通過新方法制造出各種各樣的藍(lán)色花卉。”陳義華說(shuō)。

　　相比于新的路線，傳統(tǒng)的花青素合成路線要復(fù)雜得多。據(jù)介紹，花青素之所以能使花瓣呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色，還和植物細(xì)胞液泡的酸堿度（pH值）相關(guān)。“用花青素控制玫瑰顏色，困難都在液泡里。”張雁說(shuō)，“因?yàn)槊倒逡号莸膒H值較低，而且還有其他色素，會(huì)形成共色素的影響，花青素不易呈現(xiàn)出藍(lán)色。現(xiàn)在把合成酶的基因表達(dá)到植物細(xì)胞質(zhì)中就繞過了這些問題。”

　　兩位作者表示，與植物色素花青素相比來(lái)說(shuō)，細(xì)菌產(chǎn)生的谷氨酰胺藍(lán)靛素顏色更加穩(wěn)定，而且合成谷氨酰胺藍(lán)靛素的途徑簡(jiǎn)單，合成原料是細(xì)胞中普遍存在的常見氨基酸——L-谷氨酰胺。這些特點(diǎn)都決定了細(xì)菌來(lái)源的谷氨酰胺藍(lán)靛素在藍(lán)色花卉的培育中具有良好的應(yīng)用前景，可能取代植物色素花青素培育出顏色純正的藍(lán)色花卉。

　　下一步，陳義華和張雁表示，合作團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步與園藝學(xué)專家合作，使來(lái)自細(xì)菌的藍(lán)色素可以穩(wěn)定遺傳，從而獲得以谷氨酰胺藍(lán)靛素為花瓣色素的藍(lán)色系列花卉。

　　“由于玫瑰為多年生植物，開花至少要兩到三年，我們不可能在短期內(nèi)培育出藍(lán)色玫瑰的植株。”陳義華說(shuō)，“但我們現(xiàn)在的工作已經(jīng)證明這條路可行，我們將和園藝專家一起將藍(lán)色玫瑰從奇跡變成現(xiàn)實(shí)。”

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