近日日本科学研究人员利用基因工程技术第一次造出纯净蓝色的菊花。

菊花有一系列的颜色,包括粉红色,黄色和红色。但只要研究人员只想要纯洁的蓝色——而不是紫色或者黛青色——科学家们近日在Science Advances发表的一项研究报告声称通过转基因技术将两个基因转入菊花而得到纯蓝色的菊花。研究小组说,这一方法也可以应用于其他商业花卉,如康乃馨和百合。

“消费者喜欢新奇的东西”,新西兰北帕默斯顿植物食品研究所植物生物学家Nick Albert说,“人们积极寻求蓝花植物来点缀他们的花园。”

自然界中许许多多的花是带蓝色的,但是纯净的蓝色花却是非常罕见,位于日本筑波附近的国家农业食品研究所研究员植物学家,研究团队负责人Naonobu Noda说道。众多科学家包括Naonobu Noda在内多年以来一直试图人为地制造出蓝色花朵:然而往往只能制造生紫罗兰或者黛青色调的花朵如玫瑰和康乃馨。其中一个重要原因是,生产商业花朵的一些传统方法比如选择育种,往往不适用于自然蓝色花朵的植物。

大多数纯净蓝色花朵都是通过过表达一些基因促进基于花翠素的花青素的生物合成。这个窍门得到的蓝色花朵并不纯,只是将组合基因插入他们的基因组制造蓝色。Noda 2013年的研究结果显示,将一个有蓝色花的风铃草一个基因转入菊花基因组中能够开出紫罗兰的花。

Noda和他的研究团队之前预计需要将多个基因同时进行转基因才能得到蓝色的菊花。但令他们感到意外的是,只再转入另外一个来自自然蓝花的蓝豌豆基因就足够了。

花青素可以把花瓣变为红色、紫色或蓝色,这取决于花青素色素的结构。Noda发现,将蓝豌豆的UDP-葡萄糖:花青素葡糖基转移酶基因和风铃草类黄酮羟化酶一起转基因到菊花中时,新合成的花青素在花瓣汁为弱酸性条件下呈现出紫罗兰色,当色素与化合物黄酮糖甙相互作用时,就能由此产生蓝色的菊花。研究团队进一步检测花朵发出的波长确定了花是纯净的蓝色。

转基因菊花为纯净的蓝色(参考RHS植物比色卡)

追求蓝色花朵不仅仅是商业花卉市场需求。这些色素相关的研究工作将来可用于制造出人工色素,致力于研究蓝色浆果分子结构的英国剑桥大学物理学家Silvia Vignolini说。

无论如何,制造出出颜色纯正的蓝色花是一个伟大的成就,表明在化学反应基础上实现“蓝色”是复杂可行的但是其机制仍有待了解,Albert说道。