【植物改良】玫瑰的香氣
撰文｜葉綠舒
茱麗葉曾說：「玫瑰不叫做玫瑰，它還是一樣的香。」(That which we call a rose by any other name would smell as sweet.)。園藝玫瑰(Rosa x hybrid)，正式的名稱是「雜交茶香玫瑰」(Hybrid Tea Rose)，從1867年第一場在法國里昂舉辦的玫瑰競賽以後，開始有系統的育種。到今天，大約一百五十年的歲月裡，人們致力於培育更美、體格更強健的玫瑰，往往造成新種的玫瑰雖然花色美、花朵大，但是卻不夠香。過去育種的經驗發現，玫瑰的香氣往往會使花朵較脆弱、較易萎凋，但玫瑰的香氣與美貌，是否真的如魚與熊掌難以兼得呢？
過去對玫瑰的研究已經知道，玫瑰的香氣大概可以分成兩大類：典型玫瑰香（甜香）與茶香玫瑰香。典型玫瑰香主要由單萜醇類(monoterpene alcohols)與2-苯乙醇(2-phenylethanol)組成；茶香玫瑰香則是由酚醛類化合物(phenolic compound)組成。雖然負責合成2-苯乙醇以及倍半萜(sesquiterpenes)類化合物的酵素已經發現，但究竟單萜醇類如何合成，還是不清楚。
最近，來自法國的研究團隊，為了要了解組成玫瑰香氣的單萜醇類如何合成，他們找了Papa Meilland與Rouge Meilland兩品系紅玫瑰。Papa Meilland玫瑰由歷史最悠久的法國玫昂公司(Meilland International)培育出來，在1963年正式命名，1962與1974年都得過獎，並在1988年進入玫瑰名人館(Rose Hall of Fame)，它有典型玫瑰甜甜的香氣。相對的，Rouge Meilland只有極淡的香氣。
研究團隊在進行基因表現的分析比較後，發現了91個基因在Papa Meilland（簡稱PM）中表現量明顯較高，而其中有一個水解酶(hydrolase)命名為RhNUDX1基因，它在PM與Rouge Meilland（簡稱RM）之間的表現量相差最大。後續研究其他10個品系的玫瑰都發現，RhNUDX1的表現量與單萜醇類以及倍半萜類的存在與否呈現正相關性，而且在盛開的玫瑰中表現量最高。
深入研究發現，RhNUDX1在花瓣中表現量最高，而雄蕊、花萼以及嫩葉中的表現量則很低或完全沒有。在花瓣中的表現，隨著花朵的發育，當花香最濃郁時，表現量也上昇到最高；在RM玫瑰花瓣中則完全看不到它的表現。當他們以干擾RNA技術將RhNUDX1去除後，單萜醇類以及倍半萜類的量就下降了。酵素活性測試也發現它的確是個水解酶。
研究團隊認為，這個酵素可能參與了細胞質中合成香葉醇（geraniol，一種單萜醇）的途徑。他們希望未來找出所有參與合成玫瑰典型玫瑰的香氣的酵素們之後，可以將不香的玫瑰（譬如RM）變得更香。畢竟，大部分的園藝玫瑰都只有淡淡的香氣，如果能夠使花形美、又強健的玫瑰散發出醉人的香氣，真的是太棒囉！
參考文獻：
1. Sylvie Baudino et. al., 2015. Biosynthesis of monoterpene scent compounds in roses. Science. 349(81). DOI: 10.1126/science.aab0696
2. Natalia Fedeli. 2014. 玫瑰。大石文化。ISBN:9789865918576
--
作者：葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授，科教中心特約寫手，從事科普文章寫作。
