柑橘可以不再那么酸

云无心

牵牛花的颜色跟柑橘的酸度能扯上关系？科学家们从牵牛花颜色中，找到了让柑橘不酸的办法。

酸和甜是柑橘口味中最关键的两个指标。甜来源于糖的积累，酸则取决于细胞液泡中的酸度。甜与酸比例适当，会让柑橘有和谐丰富的滋味。当然，这个“比例适当”是因人而异的。

植物细胞的细胞膜内是细胞质，里面飘着一个个液泡。一般而言，细胞质是中性或弱酸性的。柑橘中的酸味，就来源于液泡中的酸。酸度取决于氢离子浓度。科学家用PH值来衡量酸碱度。PH值为7是中性，数值越小，酸度越强。很酸的柑橘类水果，比如柠檬，PH值能低到2以下。

在液泡膜的两端，PH值存在着巨大的差别。而液泡膜是可通透的，正常情况下液泡中的氢离子会扩散出来，从而降低液泡内的酸度，同时增加细胞质的酸度。要阻止这个“自然扩散”的过程，就需要付出能量。在细胞中，“ATP酶”分解ATP释放出能量，把氢离子运送到液泡之中。这个把氢离子从低浓度区送到高浓度区的过程，很像用泵把水从低处打到高处。因为氢离子就是质子，所以ATP酶也被称为“质子泵”。

在通常的植物液泡中，质子与泵的比值在2～4之间，能够把液泡内的PH值保持到3.5左右。而在酸柠檬中，液泡的PH值可以到2，相应的“质子/ATP酶”比值需要低到1。这显然不是通常的液泡ATP酶能够胜任的。

长久以来，科学家们并不清楚这么低的PH值是怎么实现的，更不清楚如何改变柑橘的酸。农学家们的努力，是通过不同的杂交操作，挑出“恰好符合要求”的杂交后代。杂交尝试足够多，就可以得到想要的优质品种。

然后，牵牛花出场了。矮牵牛是很常见的园艺作物，花的颜色丰富多彩，甚至有时候在一天之中还会发生变化。花瓣中的色素主要是花青素等黄酮类物质。不同的基因、不同的环境条件，决定着色素的种类和多少。而即使是同样的色素，显示什么颜色也要受到酸碱度的影响。比如在酸性条件下，会呈现红色;到了中性，就转为紫色;到了碱性，就显示为藍色。

牵牛花这种对液泡PH值进行大范围调控的能力对科学家们很有吸引力。通过基因研究，科学家们发现，矮牵牛中存在着7个调控PH值的ATP酶基因位点。其中的一个发生突变，就能使矮牵牛的花瓣呈现蓝色。

生物学上有一个概念叫做“同源基因”，就是指不同物种中碱基序列很相似的基因。一般而言，同源性高的基因，往往具有类似的功能。

在矮牵牛那7个跟PH值调控有关的基因中，有两个——PH1和PH5——在柑橘家族中存在着高度同源的序列。于是科学家们猜测：它们是不是就是控制柑橘酸度的“黑手”？

最近荷兰科学家在《自然通讯》上发表的一项研究从基因层面上提供了证据。他们分别检测了多种柠檬、柑橘和柚子的PH1和PH5的同源基因表达情况，结果发现，所有酸度高的品种，这两个基因的表达量都明显高于同类的那些“不那么酸”的品种。

他们还找出了一些其他控制着PH1和PH5表达的基因。也就是说，柑橘类水果中“基因完好”的那些，其PH1和PH5正常表达，得到的果实酸度就会很高。而它们的表达会受到其他基因的调控，如果调控它们的基因正好发生了突变，使得它们的表达量显著降低，也就无法合成足够多的“液泡质子泵”。液泡质子泵的量不够多，就不能使液泡内的质子（也就是氢离子）保持足够高的浓度，相应地水果就不那么酸了。

当科学家们在基因层面上弄清了柑橘类水果酸与不酸的原因，也就拥有了更加直接高效的途径去操控它们。或许在不久的将来，科学家们就能够通过“基因编辑”自如地去调节柑橘的酸度了。