当您递出法式第戎芥末时，您可能不会想到大自然的防御系统。然而，最近的研究发现，芥末辛辣味背后的化合物有助于十字花科植物抵御害虫。
杜克大学、德国耶拿的马克斯·普朗克化学生态学研究所和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员研究了芥菜植物物种Boechera stricta。他们观察了生长在落基山脉的两个B. stricta种群，一个在蒙大拿州，另一个在科罗拉多州。每个种群尝起来都有辛辣味，但略有不同，这表明区域性的化学成分有所不同。该团队在8月31日出版的《科学》杂志上详细介绍了他们的发现。
研究人员首先在实验室分析了来自科罗拉多州和蒙大拿州种群的样本。分子分析确定了三个基因，被称为BCMA家族，它们编码一种酶，该酶负责启动产生化合物的过程，这些化合物赋予每种芥末独特的味道。根据存在的BCMA基因，产生的酶将产生蒙大拿州或科罗拉多州芥菜植物的独特风味。
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杜克大学研究员托马斯·米切尔-奥尔兹和他的同事接下来在蒙大拿州和科罗拉多州的田间试验点一起种植了数千株科罗拉多州和蒙大拿州芥菜植物。他们发现蒙大拿州的昆虫远离蒙大拿州的植物，但却吞食了科罗拉多州的品种。它们的厌恶表明，蒙大拿州芥末的辛辣味是专门为阻止当地害虫而配制的。因此，很有可能在很多代以前，BCMA基因的突变创造了一个具有蒙大拿州辛辣味的植物家族，这种辛辣味非常成功地驱赶了虫子，以至于该基因在该种群中变得很常见。
科罗拉多州的地点讲述了一个略有不同的故事。这些虫子的口味不太挑剔：它们以相似的热情消耗当地和外来的芥末。研究人员需要进一步调查以了解这种差异，但这可能表明科罗拉多州的环境更具竞争力，那里的贪婪害虫必须忍受香料引起的胃痛，否则将面临饥饿。
第三个实验步骤为芥末的BCMA变异增加了额外的细微差别。研究人员对拟南芥（B. stricta的近亲）进行基因工程改造，使其表达BCMA基因，产生科罗拉多州或蒙大拿州辛辣味变体。当研究人员将他们浓烈的拟南芥植物暴露于害虫时，他们发现BCMA变异可能存在权衡。尽管辛辣化合物可以阻止某些昆虫和病原体，但它们会增加对其他昆虫和病原体的易感性。通过进一步的分析，研究人员希望更好地了解这种权衡如何影响B. stricta风味的区域进化。