用科學保衛甜蜜

　　眾口難調是個常識，但有沒有一種食物可以克服巨大的口味差異讓絕大多數人喜歡呢？
　　對于這個問題，美國藝術家約翰·杜里厄斯如此回答：十個人里面有九個愛巧克力，而第十個人是在撒謊。
　　作為一種糖果，巧克力早已經憑借其獨特的甜蜜口味征服了世界。在英國，一項調查表明超過87%的男性喜歡吃巧克力，而愛吃巧克力的女性更是高達91%。 在最熱愛巧克力的瑞士，平均每個瑞士人一年要吃掉超過12公斤的巧克力。
　　除了給人們帶來甜蜜和幸福的感覺，巧克力還支撐起了一個每年830億美元的龐大產業。如果將巧克力產業比作一個國家，那這個甜蜜王國的經濟實力可以將130多個國家甩在身后。
　　病害之害
　　
　　給人們帶來幸福感覺的巧克力種類繁多，配方也千差萬別。優秀的技師可以利用不同的原料組合和加工方法創造出不同的口味和口感。但是，萬變不離其宗，各式巧克力的核心原料都是可可脂和可可粉。由于這兩味原料只能從可可樹的種子中提取，生長在世界各地的可可樹便成了整個巧克力產業的命脈所在。
　　由于人們對于巧克力的熱愛，可可種植業者并不怎么需要為銷售而傷腦筋，真正讓他們感到擔憂的是植物病害的侵擾。粗略估計，每年因病害而損失的可可豆要占到總產量的百分之三四十，這個比例比糧食作物的平均水平高出了整整一倍，病害對可可產業的威脅之大由此可見一斑。
　　除了造成可可減產、影響幸福食物巧克力的產量之外，病害還會直接影響人們的生活。
　　由于農藥價格偏高，而且使用技術也很復雜，一般的種植戶很難承受使用農藥所帶來的成本增加。當病害襲來的時候，他們往往選擇直接放棄，這也意味著他們就此失去幸福的生活。上世紀80年代，魔帚病重創當時位列世界第三的巴西可可種植業，減產幅度高達60%。大批農民被迫放棄他們的種植園到城市流浪，由此產生了嚴重的社會問題，并引起社會動蕩。
　　科學家們保衛幸福的作戰計劃
　　面對咄咄逼人的病害，科學家們站了出來，他們要用科學的力量來保衛巧克力和巧克力帶來的幸福。
　　要保護可可種植業，最有效的方法莫過于種植集抗病能力和高產能力于一體的優良品種。為了能培育出優良品種，科學家們首先對不同可可品種的抗病能力進行了一番研究。經過多年的努力，他們獲得了大量的研究結果。
　　不過略有遺憾的是，這些結果所帶來的信息并不那么樂觀。在眾多的可可品種中，有一個名為Scavina 6的品種對于包括魔帚病在內的多種病害都具有良好的抗性。可惜的是，Scavina 6的產量卻不高，不能滿足商業種植的需要。于是科學家們就試圖利用雜交的方法將Scavina 6的優秀抗病能力移植到其他高產品種上去。但是受可可生長周期的限制，用雜交法培育一個新品種大約需要二三十年時間。
　　面對可可病害擴張的速度，雜交育種頗有點遠水不解近渴的感覺。植物抵抗病害的能力很大程度上取決于它們的基因組中是否存在特定抗病基因。在現代育種工藝中，利用分子生物學手段檢測植物是否具有抗病基因已經成為了非常重要的輔助手段。
　　為了培育良種，科學家們也嘗試著去尋找和研究可可的抗病基因。他們將抗病的和不抗病品種雜交，然后利用遺傳作圖的方法去分析雜交后代，從而確定抗病基因在基因組中的位置。然而，這種傳統的遺傳學方法至今沒能找到任何可可抗病基因。缺乏對抗病基因的了解使得培育可可良種的工作更加困難費力。
　　進入21世紀后，包括人類基因組在內的一批基因組的測序工作完成，生命科學進入了基因組時代，了解一個物種的全基因組序列，也就是我們常說的遺傳信息，已經不再是夢想。這也給陷入苦戰的可可育種工作帶來了新的希望。先獲取可可的全部遺傳信息，然后從中尋找那些對培育抗病品種有幫助的特定信息，成為了科學家們新的作戰計劃。
　　到了2010年，這個計劃取得了第一個成果。一個由法國科學家牽頭的國際研究小組在《自然遺傳》雜志上公布了世界上第一張可可基因組草圖。由于同期雜志還公布了草莓基因組的草圖，西方傳統甜食“巧克力裹草莓”的照片成為了雜志的封面。
　　這張世界第一的可可基因圖譜展示給人們的是克里奧羅( Criollo)可可樹的基因組。克里奧羅所產的可可豆雖然只占可可豆總產量的5%，但卻以美味優質而著稱，是各類高級巧克力的必備原料，經濟價值非常高。
　　由于只覆蓋了克里奧羅可可樹百分之七十六的基因組序列，所以這張圖譜還只能被稱為是草圖。但是，就是這張尚未完工的草圖，已經讓科學家們有了尋到寶藏的感覺。根據對其它植物的研究，科學家早就發現，雖然抗病基因的DNA序列各不相同，但是它們都具有一些高度一致的特征。
　　根據這些特征，科學家們已經從已知的可可基因組序列中找出了一百多個可能的抗病基因。相比根據功能去尋找基因序列的傳統方法，這種基因組時代常用的從序列確定基因功能的做法要高效許多。
　　未來：幸福加健康的完美組合
　　目前，科學家們已經開始了對這100多個候選抗病基因的驗證工作。在不遠的將來，科學家們將會根據抗病基因的序列開發出相應的分子標記。育種學家們可以使用簡單的分子生物學方法檢測可可幼苗的基因組是否攜帶特定的分子標記，從而確定這株幼苗長大后是否能抵御病害。而不必等到幼苗長成可可樹后，再用復雜繁瑣的病理學測試來尋找答案。這將大大節省雜交育種所需要的時間和資源。
　　除了借鑒其它植物的研究成果，不同可可品種之間的相互借鑒也是獲取信息的重要方法。在國際研究小組不斷完善克里奧羅可可基因圖譜的同時，一個由巧克力巨頭瑪斯公司、美國農業部和多家美國大學參與的研究小組公布了另一張可可基因組草圖，這張新的草圖覆蓋弗拉斯特奧( Forastero )可可樹 92%的基因組序列。
　　與克里奧羅可可相比，弗拉斯特奧可可的品質要遜色不少，主要用于制作較為大眾化的巧克力。但弗拉特斯奧可可樹的產量要比克里奧羅高出一截，可可豆總產量的90%都來自于這個品種。在同時擁有了這兩個互有優缺點的品種的基因組草圖后，科學家正在著手進行比較。
　　從機理上講，那些決定品質和產量差異的基因就應該位于兩個基因組不同的地方。由于搜索范圍大大減小，這種被稱為比較基因組學的方法在尋找抗病基因方面具有較高的效率。
　　借助基因組圖譜，科學家已經開始逐漸扭轉與病害斗爭中的不利處境。隨著越來越多的抗病基因被確定，培育抗病良種的進度將大大加快。
　　除了抵抗病害的能力，通過對于各類與生長有關的基因的研究，未來的可可樹品種還應當具備更強的環境適應能力，能在相對“貧瘠”的土壤中生長，能耐受一定程度的災害氣候。相信在不久的將來，集抗病、抗災害和高產量于一身的可可樹品種可以投入生產，牢牢地保護住可可以及巧克力的產量。
　　但科學家們并不僅僅滿足于維持產量，他們想讓幸福食物巧克力帶給我們更多的幸福。
　　巧克力中含有一種名為黃烷醇的抗氧化物質，科學研究表明黃烷醇很有可能對心血管健康有幫助。最近一篇發表在《新英格蘭醫學雜志》的文章半調侃半嚴肅地指出，一個國家的人均巧克力銷量越高，那么這個國家每一千萬人中的諾貝爾獎得獎者人數也越高。而研究者對于這個結論的解釋，是巧克力中的黃烷醇能促進腦部活動和提高腦的認知能力。
　　目前，科學家們正在可可基因組中尋找控制黃烷醇含量的基因。一旦確定了相關的基因，培育出高甚至超高黃烷醇含量的巧克力將不再是夢想。到了那個時候，巧克力帶給我們的將不僅僅是幸福，而是幸福加健康的完美組合。
　　（作者系遺傳學博士，目前在美國北卡羅萊大學從事植物病理學研究工作