【植物改良】玫瑰的香氣

Papa Meilland 玫瑰。圖片來源:wiki_
Papa Meilland 玫瑰。圖片來源:wiki_

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

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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。

 

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