科学家发现寒冷天气改变甘蓝营养成分与口味的原理

科学家发现寒冷天气改变甘蓝营养成分与口味的原理叶片卷曲的甘蓝品种(图为羽衣甘蓝)在低温下能产生更多芥子油苷。图片来源:奥尔登堡大学/UteKehse由ChristophHahn博士和奥尔登堡大学的DirkAlbach教授博士领导的德国研究团队最近在科学杂志《园艺》上发表了一项研究。这项研究揭示了这些物质(也称为芥子油苷)的组成受环境因素(尤其是温度)和遗传因素的影响。研究小组的研究结果表明,某些甘蓝品种的葡萄糖苷酸浓度在低温条件下会增加,而其他品种的葡萄糖苷酸浓度则会降低。哈恩强调说:"要想获得营养价值更高的植物,同时考虑温度和栽培品种的选择至关重要。"此前,哈恩博士曾证明,全球约150个甘蓝品种可分为几个不同的基因组。这些组别在外观、口感、颜色和植物化学成分上各不相同。另一类是意大利品种,口感较温和,叶片细长、颜色较深,被称为"拉西纳托羽衣甘蓝"、"棕榈羽衣甘蓝"或"黑甘蓝"。第三类是叶片宽大、光滑的品种,这些品种通常在美国种植,与野生形式或"野生型"卷心菜更为相似。对毛虫和蜗牛的化学保护在目前的研究中,哈恩的团队调查了低温对甘蓝叶片中葡萄糖苷酸成分的影响。甘蓝叶被碾碎后,这些物质会转化为芥子油(异硫氰酸盐),从而保护蔬菜免受毛虫和蜗牛等捕食者的侵害。在某些情况下,这些物质还能使蔬菜产生苦涩和刺激的味道。野生型甘蓝中的葡萄糖苷酸含量特别高,而拉西纳托品种中的葡萄糖苷酸含量则要低得多。在研究中,研究人员选择了"Frostara"、"Palmizio"和"Helgoländer"这三个品种,它们分别属于卷心羽衣甘蓝、拉西纳托羽衣甘蓝和野生型羽衣甘蓝组。他们将每个品种的45个标本放在大学的气候室中培育,并将成株暴露在两摄氏度的温度下一周。分别在温暖温度下、低温暴露十二小时后和低温暴露七天后采集叶片样本,用于分析葡萄糖苷酸含量和组成。使用质谱仪分析了所有三个时间点的七种不同葡萄糖苷酸盐的浓度。令人惊讶的发现和对口味的影响结果:科学家们发现,在低温条件下,卷心羽衣甘蓝和拉西纳托羽衣甘蓝样本中的总葡萄糖苷酸含量都有所增加,但野生型羽衣甘蓝中的葡萄糖苷酸含量却有所下降。这让研究小组大吃一惊,哈恩评论说:"根据我们以前的实验,我们并不指望拉西纳托羽衣甘蓝会与卷曲羽衣甘蓝产生完全相同的反应,因为它适应不同的气候条件。"这项研究没有调查这些结果如何影响甘蓝的味道。哈恩解释说:"对口感起决定性作用的不仅是葡萄糖苷酸盐,还有糖的含量。这位生物学家在2020年发表的一项研究中已经证明,羽衣甘蓝叶片中的糖类化合物含量在低温下也会增加,但并不像人们通常认为的那样只在零度以下,而是在零度以上的个位数范围内也会增加。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396075.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1396075.htm

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科学家在中国桂皮中发现潜在的脱发治疗方法

科学家在中国桂皮中发现潜在的脱发治疗方法他们之前发现,所谓的"爱的荷尔蒙"催产素通过上调真皮乳头细胞中的基因促进毛发生长,而这些基因在毛发的形成、生长和循环中起着关键作用。然而,通过皮肤注射催产素以激活毛发生长途径的一个问题是,催产素是一种相对较大的分子,因此无法被吸收。肉桂,更确切地说,是来自中国肉桂(桂皮)的肉桂酸。众所周知,肉桂具有广泛的保健功效,包括皮肤抗衰老作用,最近还发现肉桂酸通过对催产素受体的作用增强皮肤弹性。肉桂酸被广泛用于化妆品中,其分子量仅为催产素的一小部分。研究人员评估了肉桂酸对催产素和毛发生长相关基因表达的影响。用不同浓度的肉桂酸(0至2,000微克/毫升)培养真皮乳头细胞。观察发现,1000和2000微克/毫升的浓度会造成细胞损伤,超过500微克/毫升的浓度会严重抑制细胞增殖。不过,在浓度低于500微克/毫升时,可以观察到催产素和与毛发生长有关的基因的表达呈剂量依赖性增加。用肉桂酸处理毛囊器官组织可增加其"萌芽"长度,这表明肉桂酸处理可促进头发生长研究人员研制出了一种可以再生毛发的人体毛囊类器官("毛囊球")。使用类器官(本质上是一个微型器官)使研究人员能够同时将不同的细胞暴露于肉桂酸处理中,从而提供更大、更可靠的数据。他们在毛囊体上测试了0、50、100和500µg/mL的浓度,持续时间长达10天。结果显示,肉桂酸浓度为100微克/毫升和500微克/毫升时,头发发芽长度在第八天时有显著增加,这表明最佳浓度就在这一范围内。催产素对毛发生长的影响增加了1.3倍,而肉桂酸对毛发生长的影响增加了1.25倍。"肉桂酸是一种具有促进头发生长特性的特殊成分,它的鉴定为提高生发产品的功效带来了巨大希望,"该研究的第一作者、云南师范大学工程学院副教授TatsutoKageyama说。"此外,对催产素信号介导的生发促进作用机理的新认识将为护发科学提供新的见解,并有助于在药物发现领域加速寻找以催产素受体表达为靶点的新药"。不过,大量购买食用中国肉桂没有任何好处。进一步的研究将侧重于脱发小鼠的实验,以确定通过皮肤施用肉桂酸的效果、所需剂量以及是否会产生任何副作用。不过,如果您想自己在家进行检测,柑橘类水果、葡萄、可可、菠菜、芹菜和黄铜类蔬菜(包括西兰花、球芽甘蓝、卷心菜、花椰菜、羽衣甘蓝、羽衣甘蓝和萝卜)中也含有肉桂酸。这项研究发表在《科学报告》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425381.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425381.htm

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牛津大学科学家发现2型糖尿病的关键病因

牛津大学科学家发现2型糖尿病的关键病因国际糖尿病联盟估计目前全世界有超过5亿人患有糖尿病,其中绝大多数人患有2型糖尿病。这种疾病的特点是高血糖,即血液中循环的葡萄糖含量高。研究人员早就知道,2型糖尿病主要是饮食不当和缺乏运动的结果。长期的高糖消费通过破坏身体释放胰岛素的能力而导致2型糖尿病,胰岛素是一种已知的降低血糖水平的荷尔蒙。研究人员还没有清楚地了解的是,长期的高血糖水平究竟是如何损害我们产生胰岛素的β细胞。新研究的主要研究人员之一ElizabethHaythorne之前已经确定,慢性高血糖会损害β细胞,所以下一步是要弄清楚这种损害到底是如何发生的。Haythorne解释说:"我们意识到,我们接下来需要了解葡萄糖是如何损害β细胞功能的,因此我们可以考虑如何阻止它,从而减缓T2D中β细胞功能似乎不可阻挡的下降。"在一系列的动物研究和培养细胞调查中,研究人员发现,损害胰岛素分泌β细胞功能的不是葡萄糖本身,而是通过葡萄糖代谢过程中产生的产品。研究人员仍不清楚到底是什么具体的葡萄糖代谢物触发了这一过程,但它们确实清楚地表明,即使在高血糖水平下,抑制葡萄糖的代谢也能维持胰岛素的分泌。有趣的是,这一发现有些反直觉,研究人员发现,通过抑制一种叫做葡萄糖激酶的酶,阻断葡萄糖代谢过程,实际上改善了动物的胰岛素分泌。从事这项研究的另一位研究员弗朗西斯-阿什克罗夫特说,这一发现与以前试行的治疗2型糖尿病(T2D)的方法相反。"因为葡萄糖代谢通常会刺激胰岛素分泌,所以以前假设增加葡萄糖代谢会增强T2D的胰岛素分泌,葡萄糖激酶激活剂被试用,结果各不相同,"Ashcroft指出。"我们的数据表明,葡萄糖激酶激活剂可能有不利影响,而且有点反直觉的是,葡萄糖激酶抑制剂可能是治疗T2D的更好策略。"研究人员强调这些发现仍然是非常初步的,所以在这种治疗方法进入临床使用之前还需要大量的工作。但这一具有里程碑意义的发现确实重塑了我们对开发治疗2型糖尿病新方法的思考。这表明存在一种潜在的方法,可以减缓或防止T2D中β细胞功能的下降。这项新研究发表在《自然通讯》上。了解更多:https://www.nature.com/articles/s41467-022-34095-x...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332819.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332819.htm

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科学家利用CRISPR改变甘蔗叶片角度 使其变成超级作物

科学家利用CRISPR改变甘蔗叶片角度使其变成超级作物甘蔗是全球生物质产量最高的作物,占全球糖产量的80%和生物燃料产量的40%。其巨大的体积和对水和光的最佳利用,使其成为生产创新型可再生生物产品和生物燃料的理想来源。然而,甘蔗作为Saccharumofficinarum和Saccharumspontaneum的杂交种,其基因组是所有作物中最复杂的。这种复杂性意味着通过传统育种方法改良甘蔗具有挑战性。正因为如此,研究人员转而使用基因编辑工具,如CRISPR/Cas9系统,来精确地针对甘蔗基因组进行改良。埃莉诺-布兰特(EleanorBrant)收集叶片样本,用于基因编辑甘蔗的分子分析。图片来源:CharlesKeato佛罗里达大学先进生物能源和生物产品创新中心(CABBI)的一个研究小组在《植物生物技术期刊》上发表的新论文中,利用这种遗传复杂性的优势,使用CRISPR/Cas9系统对甘蔗的叶片角度进行了微调。这些基因调整使甘蔗能够捕捉到更多的阳光,从而增加了生物质的产量。这项工作支持能源部资助的CABBI生物能源研究中心的"植物即工厂"方法及其原料生产研究的主要目标--直接在甘蔗等植物的茎中合成生物燃料、生物产品和高价值分子。甘蔗基因组的复杂性部分归因于其高度冗余性:它的每个基因都有多个拷贝。因此,甘蔗植株表现出的表型通常取决于某个基因多个拷贝的累积表达。CRISPR/Cas9系统非常适合完成这项任务,因为它可以一次性编辑一个基因的几个或多个拷贝。BaskaranKannan在田间评估基因编辑甘蔗。图片来源:UzairKhan这项研究的重点是LIGULELESS1(即LG1),该基因在决定甘蔗叶片角度方面发挥着重要作用。叶片角度反过来又决定了植物能捕获多少光,而这对生物量的生产至关重要。由于甘蔗的高度冗余基因组包含40个LG1基因拷贝,研究人员能够通过编辑不同数量的LG1基因拷贝对叶片角度进行微调,从而根据编辑LG1基因拷贝的数量产生略微不同的叶片角度。"在一些经过LG1编辑的甘蔗中,我们只是突变了几个拷贝,"研究小组负责人、佛罗里达大学农学教授FredyAltpeter说。"通过这样做,我们能够调整叶片结构,直到找到能提高生物量产量的最佳角度"。实地试验结果及对未来的影响当研究人员在田间试验中种植甘蔗时,他们发现直立的叶片表型可以让更多的光线穿透冠层,从而提高了生物量产量。其中一个甘蔗品系的LG1拷贝数约为12%,叶片倾斜角度减少了56%,干生物量产量却增加了18%。通过优化甘蔗以捕捉更多光照,这些基因编辑可以提高生物量产量,而无需在田间添加更多肥料。除此之外,加深对复杂遗传学和基因组编辑的理解,有助于研究人员改进作物改良方法。Altpeter说:"这是第一篇描述CRISPR编辑甘蔗田间试验的同行评审出版物。这项工作也为编辑多倍体作物基因组提供了独特的机会,研究人员可以对特定性状进行微调。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435739.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1435739.htm

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中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密

中国科学家发现让茶叶口感更佳的秘密研究表明,茶叶的品质不仅取决于茶树的品种,还取决于茶树根部的微生物,改变这些微生物群落可以提高氨基酸含量,从而显著改善茶叶品质。"通过微生物组学研究,我们在不同品质的茶树根部发现了微生物群落的显著差异,尤其是与氮代谢相关的微生物,"中国福建农林大学的许通达说。"最关键的是,通过从优质茶树根系中分离和组装合成微生物群落,我们成功地显著提高了不同茶树品种的氨基酸含量,从而改善了茶叶品质"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山茶叶栽培的挑战和微生物解决方案中国拥有丰富的茶树遗传资源。但是,研究人员解释说,通过分子遗传育种方法提高茶叶品质具有挑战性。人们有兴趣寻找其他方法来改造和提高茶叶品质,或许包括使用微生物制剂。早先的研究表明,生活在植物根部的土壤微生物会影响植物吸收和利用养分的方式。在新的研究中,研究人员希望进一步了解根部微生物对茶叶品质的具体影响。他们发现,茶叶根部的微生物会影响其对氨的吸收,进而影响茶氨酸的产生,而茶氨酸是决定茶叶口感的关键。他们还发现,不同茶叶中定植的微生物存在差异。通过比较茶氨酸含量不同的茶叶品种,他们确定了一组微生物,这些微生物有望改变氮代谢,提高茶氨酸的含量。接下来,他们构建了一个被称为"SynCom"的合成微生物群落,该群落与一种名为"Rougui"的高丙氨酸茶叶品种的微生物群落非常相似。当他们将SynCom应用于茶叶根部时,发现它提高了茶氨酸的水平。这种微生物还能让拟南芥这种常用于基础生物学研究的植物更好地耐受低氮条件。对农业的广泛影响该研究的合著者唐文新说:"人们最初对从优质茶树根部提取的合成微生物群落的期望是提高劣质茶树的品质。然而,我们惊讶地发现,合成微生物群落不仅能提高低品质茶树的品质,还能对某些高品质茶叶品种产生显著的促进作用。而且,这种效果在低氮土壤条件下尤为明显"。这张照片显示的是中国福建武夷山的茶山研究结果表明,合成微生物群落可以改善茶叶的品质,尤其是在缺氮的土壤条件下生长的茶叶。由于茶树需要大量的氮,这一发现有助于减少化肥的使用,同时提高茶树的品质。这些发现可能会对更广泛的农作物产生重要影响。"根据我们目前的实验结果,加入SynCom21微生物群落不仅改善了不同茶叶品种对铵态氮的吸收,还增强了拟南芥对铵态氮的吸收,"许说。"这表明,SynCom21的铵态氮吸收促进功能可能适用于各种植物,包括其他作物。"例如,它可以培育出品质更好的水稻,包括蛋白质含量更高的水稻。他们现在计划进一步优化SynCom,并评估其在田间试验中的应用。他们还希望进一步了解根部微生物如何影响茶树的其他次生代谢物。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419165.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1419165.htm

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科学家发现葡萄对健康的新益处

科学家发现葡萄对健康的新益处这是首次对人类进行这方面的研究,研究结果加强了之前的初步研究,这些研究发现食用葡萄可以保护视网膜结构和功能。科学研究表明,老龄人口患眼疾和视力问题的风险较高。眼部疾病的主要风险因素包括:1)氧化应激;2)高水平的眼部高级糖化终产物(AGEs)。AGEs会破坏视网膜的血管成分、损害细胞功能并导致氧化应激,从而引发多种眼部疾病。膳食抗氧化剂可以减少氧化应激,抑制AGEs的形成,从而可能对视网膜产生有益的影响,如改善黄斑色素光学密度(MPOD)。葡萄是抗氧化剂和其他多酚的天然来源。在这项新研究中,34名受试者在16周内食用葡萄(相当于每天1½杯葡萄)或安慰剂。与服用安慰剂的受试者相比,食用葡萄的受试者的MPOD、血浆抗氧化能力和总酚类物质含量都有明显增加。而那些不吃葡萄的人,皮肤中测得的有害AGEs则明显增加。JungEunKim博士说:"我们的研究首次表明,食用葡萄有益于人类的眼睛健康,这非常令人兴奋,尤其是随着老龄化人口的不断增加。葡萄是一种简单易得的水果,研究表明,每天正常食用1½杯葡萄就能产生有益的影响。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389403.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1389403.htm

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