當您遞出法式第戎芥末時，您可能不會想到大自然的防禦系統。然而，最近的研究發現，芥末辛辣味背後的化合物有助於十字花科植物抵禦害蟲。
杜克大學、德國耶拿的馬克斯·普朗克化學生態學研究所和伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員研究了芥菜植物物種Boechera stricta。他們觀察了生長在落基山脈的兩個B. stricta種群，一個在蒙大拿州，另一個在科羅拉多州。每個種群嚐起來都有辛辣味，但略有不同，這表明區域性的化學成分有所不同。該團隊在8月31日出版的《科學》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
研究人員首先在實驗室分析了來自科羅拉多州和蒙大拿州種群的樣本。分子分析確定了三個基因，被稱為BCMA家族，它們編碼一種酶，該酶負責啟動產生化合物的過程，這些化合物賦予每種芥末獨特的味道。根據存在的BCMA基因，產生的酶將產生蒙大拿州或科羅拉多州芥菜植物的獨特風味。
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杜克大學研究員托馬斯·米切爾-奧爾茲和他的同事接下來在蒙大拿州和科羅拉多州的田間試驗點一起種植了數千株科羅拉多州和蒙大拿州芥菜植物。他們發現蒙大拿州的昆蟲遠離蒙大拿州的植物，但卻吞食了科羅拉多州的品種。它們的厭惡表明，蒙大拿州芥末的辛辣味是專門為阻止當地害蟲而配製的。因此，很有可能在很多代以前，BCMA基因的突變創造了一個具有蒙大拿州辛辣味的植物家族，這種辛辣味非常成功地驅趕了蟲子，以至於該基因在該種群中變得很常見。
科羅拉多州的地點講述了一個略有不同的故事。這些蟲子的口味不太挑剔：它們以相似的熱情消耗當地和外來的芥末。研究人員需要進一步調查以瞭解這種差異，但這可能表明科羅拉多州的環境更具競爭力，那裡的貪婪害蟲必須忍受香料引起的胃痛，否則將面臨飢餓。
第三個實驗步驟為芥末的BCMA變異增加了額外的細微差別。研究人員對擬南芥（B. stricta的近親）進行基因工程改造，使其表達BCMA基因，產生科羅拉多州或蒙大拿州辛辣味變體。當研究人員將他們濃烈的擬南芥植物暴露於害蟲時，他們發現BCMA變異可能存在權衡。儘管辛辣化合物可以阻止某些昆蟲和病原體，但它們會增加對其他昆蟲和病原體的易感性。透過進一步的分析，研究人員希望更好地瞭解這種權衡如何影響B. stricta風味的區域進化。