精酿啤酒为何好喝？深入了解啤酒花基因组

研究人员极大地扩展了对啤酒花基因组的理解，这一发展对酿酒业和研究啤酒花潜在医疗效益的科学家具有重要意义。

　　

啤酒花（Humulus lupulus）是啤酒酿造中必不可少的元素，具有重要的经济价值。近日，美国俄勒冈州立大学和美国农业部的研究人员大大扩展了我们对啤酒花基因组的理解。

在俄勒冈州立大学生物化学与生物物理学系副教授David Hendrix以及美国农业部的啤酒花遗传学家John Henning的带领下，研究人员在《The Plant Genome》杂志上发表了一项成果。这项研究对酿酒工业及啤酒花的科学研究具有重要意义。

“这项研究具有独特的能力，可以影响几个不同的领域，”Hendrix谈道。”如果你和喝啤酒的人交谈，他们会对啤酒酿造方面感兴趣。如果你与医学界的人交谈，他们会对啤酒花的制药潜力感兴趣。”

近年来，在人称精酿啤酒之王的印度淡啤酒（India pale ales）的推动下，精酿啤酒行业迅速发展，对啤酒花的需求也开始激增。这使得啤酒酿造者开始寻找啤酒花的新品种。通过更好地了解啤酒花基因组，科学家们将更容易开发出新品种，它们可能带来不同的风味，或者对某些疾病具有抵抗力。

“这确实为啤酒花在分子水平上的育种打开了大门，”Henning说。“我们现在对性状如何被控制以及涉及到哪些基因有了更深入的了解。”

同时，啤酒花中发现的某些化合物也引起了医学研究人员的兴趣。例如，俄勒冈州立大学的研究人员发现，黄腐酚（xanthohumol）可能有助于对抗癌症和代谢综合征，这是一种在啤酒花中发现的天然类黄酮。更多地了解啤酒花基因及其调控方式，有助于更好地了解化合物的产生方式，并找到其他一些能够改善人们健康的化合物。

啤酒花属于大麻科植物。在这项研究中，研究人员在啤酒花基因组中发现了与大麻二酚酸合成酶（cannabidolic acid synthase）类似的基因结构，这种酶能够产生大麻二酚的前体结构。近年来，大麻二酚（CBD）被称为大麻中的黄金成分，不仅不会对健康产生不利影响，还有望应用于医学领域。

研究人员强调，他们的发现并不一定意味着啤酒花会产生大麻二酚酸合成酶，但有望发现一些新基因，其产物与风味或治疗功效相关，或者是一些全新的化合物。

在这项研究中，研究人员对美国农业部农业研究服务处在20世纪60年代开发的啤酒花品种Cascade的基因组进行了测序。它是当今美国种植面积第二大的啤酒花品种。美国是世界上啤酒花生产最多的国家，主要集中在华盛顿州、俄勒冈州和爱达荷州。Hendrix表示，2019年，美国啤酒花的产值超过6亿美元。

其他科学家曾尝试对啤酒花基因组进行测序，但由于啤酒花基因组庞大（与人类基因组相似）且复杂，因此成功率不高。这一次，他们采用了Pacific Biosciences公司开发的新型基因组测序和组装技术。

“以前的基因组基本上被打碎了，”Hendrix说。“过去，研究人员对很多基因进行了测序，但它们其实是基因组中的孤岛，因此无法真正了解全部情况。我们能够揭示出更完整、更连续的基因组序列。”

原文检索：

1. Lillian K. Padgitt‐Cobb, Sarah B. Kingan, Jackson Wells, Justin Elser, Brent Kronmiller, Daniel Moore, Gregory Concepcion, Paul Peluso, David Rank, Pankaj Jaiswal, John Henning, David A. Hendrix. A draft phased assembly of the diploid Cascade hop ( Humulus lupulus ) genome. The Plant Genome, 2021; DOI: 10.1002/tpg2.20072

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