菌菌能讓芥菜變得更辣！

 

圖片來源：維基百科

芥菜（Brassica juncea）是很受亞洲人歡迎的蔬菜。芥菜有個特別的辛辣味，依栽培種而有程度上的不同。

芥菜的辛辣味主要來自於「硫代葡萄糖苷」（glucosinolates），這是一種次級代謝物，在組織破裂時會分解產生帶辛辣味的化合物，做為植物的防禦系統。

最近的研究探討了土壤微生物群落（細菌和真菌群落）對芥菜種子風味化學的作用。由於已知土壤微生物群落對各種植物特性有所影響，先前的研究也顯示，一些細菌和真菌群體可能透過影響植物的次級代謝產物合成途徑來調節硫代葡萄糖苷的產生。例如，某些根圈細菌和真菌能夠影響植物的防禦反應，進而影響葡萄糖苷的合成。葡萄糖苷是植物產生的一類含硫次級代謝產物，具有抗微生物和抗昆蟲的作用。

研究團隊假設根圈微生物群落的差異會導致種子風味化學（即葡萄糖苷含量）的差異。他們在溫室中將不同的土壤微生物群落引入到在其他方面環境一致的芥菜盆栽中。在植物生命週期結束時，研究團隊分析了根圈和根部微生物群落，並分析芥菜種子的化合物（硫代葡萄糖苷）。

研究團隊發現根圈微生物群落組成與種子中主要葡萄糖苷（allyl）濃度之間的聯繫。此外，研究確定了預測種子allyl濃度的特定根圈物種，並確定了細菌功能基因，特別是與硫代謝有關的基因。

研究團隊發現，有五類根圈微生物群體與芥菜種子中葡萄糖苷（主要是allyl葡萄糖苷）含量的變化有正相關，它們是被孢霉屬（Mortierella）、 黃單胞菌目（Xanthomonadales）, 假單胞菌目（Pseudomonadales）, Pedosphaerales, Proteobacteria。其中被孢霉屬是真菌，其他四種都是細菌。

至於哪些基因的表現會對硫代葡萄糖苷的合成有影響呢？研究團隊測試了12個基因，結果都有影響。

透過這些測試，研究團隊初步確定了有哪些菌對於芥菜合成硫代葡萄糖苷有正面的影響。後續需要更多的研究來進行進一步的探討。

參考文獻：

Walsh, C., Vanderburgh, C., Grant, L., Katz, E., Kliebenstein, D.J. and Fierer, N. (2024), Microbial terroir: associations between soil microbiomes and the flavor chemistry of mustard (Brassica juncea). New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19708