草本竹子 Olyra latifolia 。圖片來源: 維基百科 你知道全世界除了歐洲以外,都可以找到竹子嗎?尤其在亞洲,那是竹子的大本營,其次是中南美洲、非洲。全世界有一千六百種以上的竹子,分布在一百二十一屬中。 這些竹子,從極大的巨龍竹( Dendrocalamus sinicus )到小小的草本竹子,都是禾本科的植物。但是,它們的型態為什麼可以差這麼多呢? 最近有一個研究團隊,想瞭解不同的竹子為什麼可以有這麼大的差別,於是,它們選取了十一種竹子。這些竹子有兩種是草本,九種是木本。 更有趣的是,草本的竹子都是二倍體,而木本的竹子有些是四倍體、有些是六倍體。這些竹子包括: 草本竹(二倍體) 1. Olyra latifolia 2. Raddia guianensis 溫帶木質竹(四倍體) 3. Ampelocalamus luodianensis 4. Hsuehochloa calcarea 5. Phyllostachys edulis (毛竹) 新熱帶木質竹(四倍體) 6. Rhipidocladum racemiflorum 7. Otatea glauca 8. Guadua angustifolia 古熱帶木質竹(六倍體) 9. Melocanna baccifera (梨果竹) 10. Bonia amplexicaulis 11. Dendrocalamus sinicus (巨龍竹) 這十一種竹子涵蓋了從草本到木質化的不同演化階段,提供了獨特的視角來研究竹子基因體的演化、多樣性及其在環境適應上的策略。藉由對這些不同倍數級別和生態類型的竹子進行比較,研究團隊試圖了解多倍體化過程中基因體的動態變化、亞基因組間的互動以及這些過程如何影響竹子的生物學特性和適應性。 研究團隊首先解析了十一種竹子基因體的序列,透過對這些基因組的分析,研究團隊發現所有木質竹的四個亞基因體(A、B、C、D)以及草本竹的H基因體。這些基因體的分析顯示,竹子在其演化過程中保持了驚人的染色體穩定性,儘管存在染色體的裂解和融合事件。 多倍體常常會有所謂的「基因體優勢」,也就是說當兩種不同的植物雜交產生多倍體後代後,其中一種植物的基因的表現會特別強勢。在竹子,研究團隊也觀察到了這個現象。在木質竹中,C亞基因體在四倍體竹中展現
山茶。圖片來源: 維基百科 植物能靠著氣味進行溝通,這已經不是新聞了。不過,過去的實驗都是測試同種植物之間的溝通,不同種植物好像還沒有測試過。 最近日本的研究團隊測試了同為山茶屬( Camellia )的兩種植物之間的溝通。這兩種植物一種是山茶( Camellia japonica ),另一種是雪山茶( C. rusticana )。 首先,研究團隊將植物分成三組:「剪切組」、「控制組」、「剪切並封袋組」。每組由兩株相鄰的植物組成,這兩株植物上他們選擇了三個分枝:一個作為受損處理的分枝(被稱為「處理分枝」),另外兩個分枝分別來自同一植物(「同植物檢測分枝」)和隔壁植物(「隔壁植物檢測分枝」)。 然後,控制組不處理,只標記分枝;剪切組則將一半的葉子剪掉以模擬損傷,並使揮發性化合物從被剪切的葉子中散發出來;剪切並封袋組則在剪切後用塑膠袋封住損傷部位,阻止揮發性化合物的釋放。 剪切並封袋組,他們將處理分枝(人為剪切後)包裹在塑膠袋中24小時來收集揮發性化合物。然後,將收集到的空氣(含揮發性化合物)轉移到被新塑膠袋覆蓋的檢測分枝上。這些檢測分枝便會接收來自剪切處理的揮發性化合物,以研究其對植物防禦反應的影響。 接著,研究團隊讓植物自然地生長在環境中,過一段時間後(例如,一個月)檢查所有分枝的受損情況,包括處理分枝、同植物檢測分枝,以及鄰近植物檢測分枝。他們細分不同類型的損傷(如咀嚼、病害、葉礦蟲、介殼蟲和捲葉),透過統計方法分析損傷數據,來確認之前的人工處理是否顯著減少了植物的受損程度。 結果發現,當植物暴露於來自已損傷植物的揮發性化合物時,它們的抗性確實得到了提升。這意味著植物間能夠透過揮發性化合物進行的溝通不僅可以傳遞「警報信號」,還能夠活化鄰近不同種植物的防禦機制,從而增強它們對植食性昆蟲和病原體的抵抗力。而且,這種透過揮發性化合物傳達的抗性效果可以持續三個月之久。 當然,這個論文只測試了同屬不同種的植物。接下來應該要來測試一下同科但不同屬也不同種的植物、甚至可以測試不同科之間的植物! 參考文獻: Sakurai, Y., Ishizaki, S. Plant–plant communication in Camellia japonica and C. rusticana via volatiles. Sci Rep 14, 6284 (20