在所有蔬菜裡,南瓜家族(包括櫛瓜與胡瓜等等)有個奇怪的名聲——
它們特別會「吸」毒。
從戴奧辛、DDT代謝物、氯丹到多氯聯苯(PCB),這些環境中持久存在、極難分解的疏水性有機污染物,都會被南瓜吸進體內,最後累積在果實與葉子中。雖然這並不代表吃南瓜一定會中毒,但如果將南瓜種在受污染的土壤上,南瓜就可能成為將污染物傳遞給人類的運輸工具。
為什麼偏偏是南瓜?
過去的研究發現,答案藏在一種名為MLP(Major Latex-like Protein)的蛋白質裡。它們長得像乳膠(latex)蛋白,能與這些不溶於水的污染分子結合,形成可在水中移動的複合體。
這樣一來,污染物就能隨著植物的木質部汁液(xylem sap)一路被運上莖與葉,最後進入果實。
但有趣的是,並不是所有南瓜品系都一樣會「藏毒」。有的品系(如Gold Rush、Magda)簡直就像是毒素的聚寶盆,而另一些(如 Patty Green)則安全得多。
於是日本神戶大學的研究團隊想弄清楚:
南瓜「藏毒」能力的高低,是不是因為這些品系的 MLP 有不同呢?
首先,他們確認 MLP 的基因在南瓜主要表現在根部內皮層與維管束,這也是污染物進入輸導系統前的關鍵通道。
接著,他們用抗體染色觀察不同品種的 MLP 位置。
結果發現在「低藏毒」的Patty Green品系,MLP 大多留在細胞內;但是「高藏毒」的Magda品系,MLP 則會被分泌到細胞間隙(apoplast)中,並停留在被卡氏帶 (Casparian strip)包圍起來的區域。
也就是說,只有MLP能「走出細胞」 ,才有機會把污染物帶進輸導系統、累積在果實中。
為了確認是蛋白本身的差異造成這種行為,研究團隊將兩個南瓜品系的 MLP 基因定序。結果發現這兩種蛋白的序列只差一個胺基酸!
在第155個胺基酸,低藏毒的 MLP 是離胺酸(Lys, K),高藏毒的 MLP 是天門冬醯胺(Asn, N)。
研究團隊將這兩個MLP分別轉殖到菸草中,確認了就是這一個小小的改變,讓蛋白質從「留在細胞裡」變成「被分泌出去」。
進一步分析發現,低藏毒型的 MLP 尾端帶有一段類似「KKXX」的序列,這是內質網常見的「滯留訊號」,會讓蛋白被困在細胞內而不會分泌。
於是,一個胺基酸的差異,就決定了南瓜是否會把毒「運出去」。
研究團隊發現,在高藏毒的品系中,MLP 不只出現在根部膜區,還能在木質部汁液中被偵測到。這代表這些蛋白真的能離開細胞,進入維管束,並將污染物一路送到地上部。
總而言之,研究團隊發現:MLP 的分泌能力,是決定南瓜累積污染物多寡的關鍵。而MLP 的分泌能力強弱,卻僅僅由胺基酸序列的細微(一個)差異,就會改變蛋白質的細胞定位與功能。
這個超酷的發現意味著在未來,我們可以透過基因選拔或修飾,培育「不藏毒」的安全蔬菜;或設計「會藏毒」的植物,用於在污染土壤中進行植物修復。
南瓜這種看似普通的作物,可能成為我們對抗戴奧辛與多氯聯苯的天然盟友。
只不過,在那之前,研究團隊還是得先弄清楚——
這些 MLP 究竟是怎麼在沒有「訊號肽」的情況下被分泌出去的。
這條「非典型分泌途徑」仍是植物細胞的一個謎。
從MLP的一個胺基酸,南瓜秀給我們看:
什麼叫做「差之毫釐,謬以千里」!
參考文獻:
Minami Yoshida, Mizuki Suwa, Daito Eto, Aya Iwabuchi, Ryouhei Yoshihara, Kenichi Ikeda, Hideyuki Inui. Extracellular secretion of major latex-like proteins related to the accumulation of the hydrophobic pollutants dieldrin and dioxins in Cucurbita pepo. Plant Physiology and Biochemistry, 2025; 229: 110612 DOI: 10.1016/j.plaphy.2025.110612

















