胡蘿蔔的類胡蘿蔔素（carotenoid）表現與胡蘿蔔的顏色

 

圖片來源：維基百科

胡蘿蔔（Daucus carota subsp. sativus）源自於阿富汗，原來的顏色是紫色或白色的；據說是十六世紀時通過荷蘭人的手被選育成橘色的。橘色的顏色來自於類胡蘿蔔素（carotenoid），紫色則是來自花青素（anthocyanin）。

過去的研究發現，胡蘿蔔的橘色不只是受到類胡蘿蔔素累積的影響，類胡蘿蔔素是否會受到分解，也很重要。負責分解類胡蘿蔔素的酵素是「類胡蘿蔔素裂解雙加氧酶」（CCD，Carotenoid cleavage dioxygenases）包括 CCD 和九順式環氧類胡蘿蔔素雙加氧酶 (NCED，nine-cis epoxycarotenoid dioxygenase)。

最近的研究發現，白色胡蘿蔔中的CCD4在它的軸根中表現量較高；這引起了研究團隊的興趣，決定要看看這個基因對胡蘿蔔軸根顏色的影響。

研究團隊將這個基因在橘色的胡蘿蔔中高量表現，結果產生了淺黃色的胡蘿蔔。這顯示了這個基因的確對胡蘿蔔軸根顏色很重要，但應該不是唯一的基因，否則高量表現應該會產生白色的胡蘿蔔才對。相對的，當研究團隊在白色胡蘿蔔中把這個基因給剔除，產生的也是淺黃色的胡蘿蔔，顯示了白色胡蘿蔔中的確還有其他的基因與軸根顏色相關。

酵素活性測試顯示了CCD4可以切割α-與β-胡蘿蔔素。高量表現此基因的橘色胡蘿蔔，裡面所含的α-與β-胡蘿蔔素也大為減少；而剔除此基因的白色胡蘿蔔，其β-胡蘿蔔素的量有上升。這些結果都顯示了CCD4基因的確與胡蘿蔔軸根的顏色有關，且軸根的顏色與類胡蘿蔔素的累積也有關係。

參考文獻：

Li, T., Deng, Y.-J., Liu, J.-X., Duan, A.-Q., Liu, H. and Xiong, A.-S. (2021), DcCCD4 catalyzes the degradation of α-carotene and β-carotene to affect carotenoid accumulation and taproot color in carrot. The Plant Journal. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/tpj.15498