我们终于知道榴莲为什么这么臭了

榴莲在美国最为人熟知，它的味道非常臭，甚至让一向冷静的《怪异食物》演员安德鲁·齐莫恩都感到恶心。然而，它却有一个意想不到的表亲（尽管味道可能同样刺鼻）。在《自然遗传学》杂志今日发表的一项研究中，研究人员对榴莲的基因组进行了测序，不仅揭示了它独特臭味的来源，还揭示了它与可可有着家族关系——可可是一种能给我们带来巧克力香气的植物。

“现在我们有了榴莲的基因组序列，我们可以将它们与公共领域的不同植物序列进行比较，”研究作者、新加坡杜恩-新加坡国立大学医学院的生物医学研究员帕特里克·谭 (Patrick Tan) 表示。“出现了许多有趣的特征。我们发现榴莲最近的最早祖先是可可树。”

一旦你知道可可和榴莲有共同的祖先，你就会发现它们之间的相似之处：从内部看，这两种水果确实非常相似。但促使谭和他的同事 Bin Tean Teh 对榴莲基因组进行测序的并不是对榴莲血统的怀疑。而是出于热爱。

“榴莲让这个地区的人们着迷，”Tean Teh 说道。“我们喜欢榴莲。再加上我们对科学的好奇心，我们觉得看看榴莲会很棒。我们希望能够解答一些关于这种水果的显而易见的问题，例如它的气味很浓。”

Tean Teh 和 Tan 利用了三种不同的基因测序技术，这些技术让研究人员能够像拼图一样拼凑基因组。一种名为 Illumina 短读测序的技术有点像在手机的全景模式下拍照。就像你的设备可以将一系列照片拼接在一起以创建一张长图像一样，这种技术可以获取短片段的 DNA 并将它们连接起来以讲述整个故事。这使研究人员能够识别 DNA 基本层面上的微小变异，并获得一些相当详细的信息。

问题在于，短读不一定能让我们知道整体应该如何组装（研究人员称之为构建 DNA 支架）。对于重复性很强的 DNA 来说尤其如此——可以把它想象成一个由许多相同颜色碎片组成的拼图。顺序仍然很重要，但如果没有从颜色变化中获得的线索，就很难知道哪片天空会去哪里。事实证明，榴莲有很多相同的拼图碎片：根据这项新研究，榴莲有 46,000 个基因——大约是人类 DNA 中发现的基因数量的两倍——它们大多只是较小原始集合的重复。因此，研究人员转向长读测序，这使研究人员能够看到更大的 DNA 支架片段，从而指导他们的短片段的顺序。最后，他们使用了第三种技术 Hi-C，向他们展示如何正确排列他们组装的所有支架。

可可不是榴莲的唯一亲属——它们还发现棉花是它们的近邻——但事实证明，这两种芳香水果之间的关系特别密切。但在它们分离的这段时间里，榴莲一直非常忙碌。

Tan 表示：“当我们将榴莲的基因组序列与可可树等早期祖先进行比较时，我们发现榴莲经历了一次全基因组复制事件。”基本上，榴莲提取了它曾经与可可树共享的基因并对其进行了复制，将相同的基因整合到其 DNA 中。

此类全基因组复制本质上允许原始基因组继续发挥其预期功能，同时让第二组基因自由进化并发展成不同的特性，例如榴莲的尖刺外壳和刺鼻气味。

“这几乎就像你克隆了自己，你让一个自己的副本去做家务、打扫卫生等，这样另一个就可以继续做各种不同的事情，”Tan 说。如果你突然摆脱了学校、家务和工作的负担，你可能会想花时间掌握一些东西。也许你会学会弹吉他，或者每天花几个小时锻炼身体。榴莲就是这样做的，但你知道，它很臭。

榴莲为了获得这种气味付出了很多努力：除了整个基因组复制事件之外，它还复制了负责产生硫化合物的基因的多个副本——正是硫化合物赋予了榴莲独特的香气。“所以，这是双重打击，”Tan 说。简而言之，榴莲之所以臭气熏天，是因为它的许多基因都专注于散发气味。鼓舞人心。

整个榴莲系统都经过优化，可以产生气味，很可能吸引猩猩等灵长类动物来吃榴莲并传播种子。但猩猩并不是榴莲吸引的唯一灵长类动物；榴莲的出口市场现在每年高达 8 亿美元，这可不是小数目。

研究人员希望，了解榴莲基因组可能有助于农学家培育出更好的榴莲。榴莲含糖量很高，糖尿病患者被警告要限制摄入量，因此，低糖品种对那些渴望榴莲奶油般口感的人来说是个好消息。与此同时，这足以让我们中的许多人最终理解是什么让榴莲有如此独特的气味（我认为它闻起来像下水道水，略带汽油味）。但不幸的是，榴莲的进化怪癖并不能解释它为何如此两极分化。在写这篇文章的时候，我提出带一些榴莲到《大众科学》办公室。我的同事们一致热情地拒绝了。