从“毒苹果”到餐桌美味：番茄的化学演化与驯化之谜 | Wallop

在16至18世纪的欧洲，番茄曾被视为致命的“毒苹果”，尽管它属于茄科植物（Solanaceae），但并未真正毒死食用它的贵族。事实上，当时的高酸性番茄容易吸收镀铅盘中的铅，导致用餐者中毒身亡。然而，番茄确实含有有毒的甾体糖苷类生物碱，这引发了人们的疑问：为什么现代人可以放心享用BLT三明治中的番茄，而罗马皇帝奥古斯都却可能因类似的浆果丧命？

最近，中国四川大学的研究人员在《科学进展》上发表的研究揭示了这一问题的化学机制。他们发现，番茄的成熟过程涉及“复杂的表观遗传和遗传网络”，这些网络使得人类和许多动物能够安全食用番茄。茄科植物中的甾体糖苷碱类物质原本是为了防御害虫而演化出来的，过量摄入会导致苦味和一系列严重症状，如灼烧感、恶心、腹痛，甚至内出血。

然而，茄科植物需要通过种子繁殖，而这一过程通常依赖于动物食用其果实并传播种子。因此，番茄在成熟过程中需要调控其有毒的甾体糖苷类生物碱含量。长期以来，这一过程的具体机制一直是个谜。

四川大学的研究团队在生物学家冯白的带领下，通过全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）和基因编辑技术，揭示了番茄成熟过程中关键的分子机制。他们发现，促使番茄成熟为更红、更软、更甜果实的化学物质，同时也能将有毒的甾体糖苷碱分解为毒性较小的化合物——esculeoside A。研究特别关注了一种名为DML2的蛋白质，它通过去甲基化作用，使细胞的基因阅读机器能够访问与毒素降解相关的基因。当DML2被阻断时，番茄果实中的甾体糖苷碱水平在成熟过程中仍然保持高位。

通过与其他植物的基因信息比较，研究团队发现，在人类驯化番茄的过程中，DML2的去甲基化作用逐渐增强，导致番茄中的甾体糖苷碱水平降低。这也是为什么即使是未完全成熟的绿色番茄也可以安全食用，而无需担心历史上的“毒苹果”传说。

尽管如此，番茄果肉的质地和口感仍然因个人口味而异。这项研究不仅解答了番茄如何从“毒苹果”演变为餐桌美味的化学之谜，也为理解植物的驯化过程提供了新的视角。