當(dāng)番茄植株生長出營養(yǎng)豐富的新鮮肉質(zhì)獲得豐收時，在逆境中易產(chǎn)量下降的“農(nóng)業(yè)困難戶”辣椒植株也開始防御了。它們會產(chǎn)生辣椒素，這種果實的次級代謝產(chǎn)物賦予辣椒辛辣味，以抵御捕食者。
 
　　從進化的角度來看，紅辣椒是番茄長期失聯(lián)的烈性表親。它們是在1900萬年前從一個共同祖先身上分離出來的，仍然擁有一些相同DNA。
 
　　研究人員日前在《植物科學(xué)趨勢》上發(fā)表的一篇觀點文章指出，利用的基因編輯技術(shù)，番茄也可能產(chǎn)生辣椒素，盡管這是一項挑戰(zhàn)。
 
　　辣椒素的辛辣不是味道，而是對疼痛的反應(yīng)。它們刺激舌頭中的神經(jīng)細(xì)胞，處理熱引起的疼痛，大腦將其解釋為燒灼感。有證據(jù)表明，辣椒素的進化有助于辣椒阻止小型哺乳動物食用它們的果實。但鳥類是種子的“派送員”，對辣椒素沒有疼痛反應(yīng)。
 
　　辣椒被稱為“世界上的調(diào)味品”，但研究人員的目標(biāo)并不是要開始一場新的烹飪時尚——雖然這并不是完全不可能的，而是要用一種更簡單的方法來大量生產(chǎn)用于商業(yè)目的的辣椒素。這些辣椒素兼具營養(yǎng)和抗菌特性，用于止痛藥、胡椒噴霧等。
 
　　論文作者、巴西委索薩聯(lián)邦大學(xué)植物生物學(xué)家Agustin Zs?觟g?觟n表示：“將辣椒素類基因通路設(shè)計成番茄，會讓這種化合物的生產(chǎn)變得更容易、更便宜。”他帶領(lǐng)團隊用進的基因組工程技術(shù)激活番茄辣椒素的生物合成，“是開發(fā)這些有價值的次生化合物的一個合適選擇”。
 
　　“我們有足夠強大的工具來設(shè)計任何物種的基因組，但挑戰(zhàn)在于知曉要設(shè)計哪些基因以及它們在哪里。”Zs?觟g?觟n說。
 
　　目前至少有23種不同類型的辣椒素，均來源于辣椒的果核。但即使在同一品種的果實中，由于環(huán)境對辣椒素水平的強烈影響，辣味也不一致。辣味是由調(diào)節(jié)辣椒素生產(chǎn)的基因決定的，而不太辣的辣椒有影響這一過程的突變。
 
　　辣椒素類化合物的生物合成受到辣椒果實基因型—環(huán)境相互作用的強烈影響。辣椒素水平具有很高的可塑性。先前的基因測序工作表明，番茄中也存在辣椒素類生物合成途徑的非活性基因，但沒有啟動它們的機器。
 
　　“理論上，你可以用這些基因在番茄中產(chǎn)生辣椒素。”Zs?觟g?觟n表示，“因為我們沒有關(guān)于番茄生產(chǎn)辣椒素途徑表達模式的可靠數(shù)據(jù)，所以我們必須嘗試其他方法。一種方法是一次激活一個候選基因，看看會發(fā)生什么，會產(chǎn)生哪些化合物。”
 
　　辣椒基因組的測序、番茄具有刺激性必需基因的發(fā)現(xiàn)，為通過靶向基因組操作生產(chǎn)辛辣番茄的工程化鋪平了道路。研究人員認(rèn)為，這項努力不僅為了解辣椒素在不同茄科植物中的進化和分化提供了依據(jù)，并允許番茄辣椒素類生物活性的發(fā)展，而且可能開發(fā)一些新品種農(nóng)產(chǎn)品。