文/李承毅|台湾省大学生态与进化生物学研究所。你知道西方芥末和东方芥末的辣味来自同一种化合物吗？芥子油苷常见于十字花科植物(芥菜、山葵、卷心菜、甘蓝、花椰菜、芥菜等。).当植物细胞被破坏时，硫代葡萄糖苷会被分解，其下游产物是芥末和山葵刺激性味道的主要来源(图1)。
像许多植物次生代谢物一样，这些化合物对植食性昆虫有毒。所以不像人类吃芥末是为了刺激，植物中芥末的含量和种类对于昆虫来说是生死之交！
图一。硫代葡萄糖苷的下游产物是芥菜、山葵等十字花科植物刺激性味道的主要来源。左图/维基百科，右图/维基百科当然，就像自然界的大部分人物一样，硫代葡萄糖苷也不是只有一种。不同的芥子油苷来源于不同种类的氨基酸前体。在化学生态学和进化遗传学领域，科学家们关注的是为什么会有化合物的多样性，是什么因素维持了这些多样性，背后是什么样的遗传变异？
00-1010北美野生植物Boechera stricta，硫代葡萄糖苷的多样性主要来源于两类化合物比例的差异：一类是以蛋氨酸为前体产生的(Met GS)，另一类是以支链氨基酸为前体产生的(BC GS)。
科学家首先发现这两种化合物在野生种群中的比例差异很大(图2)，并通过基因作图找到了控制这种差异的基因座[1]。该基因(BCMA)产生的酶参与了硫代葡萄糖苷产生的关键第一步：突变使酶具有不同的质量偏好，不同的氨基酸被捕获并送往后续的生化反应，产生不同的硫代葡萄糖苷。
但是和一般的孟德尔遗传例子不一样，不是一个单基因和两个双基因那么简单！在这里，遗传多样性来自于基因复制。
图二。左上：北美植物博切拉芥子油苷在种群间的多样性。白色和黑色分别代表支链氨基酸或蛋氨酸为前体产生的硫代葡萄糖苷(BC GS和Met GS)。左图：在野外被昆虫吃掉的植物，连中央的花序轴都被咬断了，无法结出任何种子。右图：主要产生BC GS的MT菌株有三个BCMA基因，而主要产生Met GS的CO菌株丢失了BCMA1基因。基因下面的蓝色字表示它的蛋白质产物会抓取并送到后续生化反应的当头。因此，不同的菌株产生不同的化学物质，最终适应不同的野生环境。图像来源：
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