玫瑰香氣來自何方？ 科學家終於解謎

商業園丁培育出不同顏色、更能抗蟲、瓶插壽命更長的玫瑰，但也付出失去濃郁香氣的代價。找到能讓玫瑰芬芳的化學物質，解開謎團同時也有助於恢復玫瑰香氣。

莎士比亞在《羅密歐與茱麗葉》中寫道，玫瑰不論以什麼為名，都會一樣芬芳。但只要抹去花朵中的一個小分子，就很難聞到香氣了。是什麼讓玫瑰散發香氣？日前發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的研究確認，法尼基焦磷酸合酶（FPP synthase），或稱FPP合酶，對玫瑰發出香味起到關鍵作用。這項發現或許有助於找到方法來創造更迷人、更美麗的玫瑰。

玫瑰香味來源 香葉醇

香葉醇（Geraniol）讓玫瑰產生甜美香味。玫瑰透過FPP合酶與其他幾種酶（如：NUDX1水解酶）的化學反應產生香葉醇。

NUDX1水解酶存在於構成玫瑰花瓣的植物細胞液體內部，或胞質溶膠（cytosol）內。玫瑰花朵需要大量的NUDX1水解酶作用，產生甜美香氣，而這只有在周圍有足夠的香葉基焦磷酸（GPP）才有可能，也就是GPP將自身黏附到NUDX1水解酶上，並驅使其發揮作用。為了使這個過程正常發生，需要GPP存在於化學反應的附近區域，但玫瑰不是這種情況。

資深作者、法國國家科學研究中心的植物生物化學家伯努瓦‧布雄（Benoit Boachon）說，大多數植物將GPP和NUDX1水解酶保存在另一個稱為色素體（plastids）的區域。

玫瑰從哪裡獲得GPP來製造香葉醇？布雄認為，GPP可能有某種機制將它從色素體運輸到胞質溶膠內，或者花朵自身有其他途徑產生自己的GPP。

FPP合酶作用 芳香關鍵

為解開玫瑰芬芳之謎，研究團隊分析了一種粉紅玫瑰品種，叫做老腮紅（Old Blush）的生化反應。他們分離了老腮紅的不同部分，並關閉了與香葉醇的產生和釋放有關的化學路徑。如果改變後的玫瑰不再生成香葉醇，或香葉醇製造量很低，就可以利用這個線索找到提供GPP的路徑。另一方面，如果香葉醇繼續正常產生，則可排除一些特定路徑。

研究團隊發現，當抑製劑在植物胞質溶膠裡，阻斷植物表達FPP合酶的能力時，就會降低香葉醇的量。

FPP合酶可以產生兩種化合物，其中一種是與GPP相關的化學物質，即法尼基焦磷酸（FPP），有助於玫瑰產生甜味。生化分析顯示，FPP也能夠產生GPP。

普渡大學植物生物學中心主任、研究合著者之一納塔利婭‧杜達列娃（Natalia Dudareva）表示，玫瑰一定在很久以前就有了FPP合酶，以便更容易生成GPP。FPP合酶的蛋白質定序顯示，其中兩個胺基酸可能很久以前就已經發生了突變，使FPP合酶在生成FPP的同時也產生GPP，而不是將所有GPP轉化為FPP。

有望恢復失去的香味

下一步是觀察FPP合酶是否在植物體內也能產生類似效果。研究人員改造菸草葉子來表達FPP合酶，及FPP合酶製造香葉醇的化學途徑。正如所料，他們發現有FPP合酶的菸葉，的確同時產生GPP和FPP。

了解香味生成過程中起作用的各種成分，有助於恢復商業種植玫瑰的香氣。布雄說，透過分離FPP合酶，獲得潛在應用是，可在花朵新陳代謝的過程中，將甜美的香味重新引入那些失去味道的玫瑰中。◇