跳到主要內容

整園甘蔗同一株

開花植物本來就容易產生「多倍體」(polyploid),許多農作物歷經數千年人類的培育後,出現多倍體的機會更因為人為的選種而增加了。例如小麥從一粒麥(einkorn)、二粒麥(emmer)到麵包小麥,便由二倍體(14個染色體)成為六倍體(42個染色體)。而玉米也有類似的現象,一般我們看到的玉米(Zea mays)是二倍體(10條染色體),而多年生的玉米(Zea perennis)是四倍體(20條染色體)。而稻米(Oryza sativa)也被認為是多倍體。

那麼甘蔗(Saccharum officinarum)是否也產生類似的變化呢?

甘蔗園。圖片來源:wiki

根據記載,印度大約在1000-1400B.C.便有種植甘蔗的紀錄,幾千年一路走來,使甘蔗成為高倍多元體,染色體竟然有100-120條!

這麼多條染色體,要怎麼育種呢? 事實上,現代甘蔗育種很難像其他農作物培養到純品系,通常都是由雜交產生的眾多後代中選出適當的性狀後,便以無性繁殖的方式種植。所以,整園甘蔗其實都是同一株喔!

參考文獻:

許孫源,2006。甘蔗育種。科學發展397期。
Jonathan F. Wendel. 2000. Genome evolution in polyploids. Plant Molecular Biology 42: 225–249

留言

這個網誌中的熱門文章

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。

秘魯傳統與現代:如何耕作(tillage)影響了土壤下的微生物世界

  Chiwa (左)與  barbecho(右)。圖片來源:Sci. Rep. 以前的人認為耕作可以「把土翻鬆」對植物有益,但近年來的研究卻發現,耕作會干擾土壤聚合,所以有了所謂的「免耕耕作」(no-till farming)。但是收穫後都不翻土,任由雜草叢生,也會造成操作上的一些困擾。 或許有限度的翻土,讓操作方便,也不會太擾動土壤,是否比較可行呢?最近在秘魯的研究,提供了一些資訊。 研究團隊探討了秘魯安第斯山脈傳統種植馬鈴薯的耕作系統對土壤微生物群落的影響。他們比較了「chiwa」(最小耕作)和「barbecho」(全耕作)兩種傳統耕作系統對土壤細菌多樣性、均勻度、群落組成和功能的影響。 「Chiwa」是一種最小耕作系統(MTS),其中常用「chakitaklla」(圖)。這種前印加時期的工具用於腳來定位,由一根長0.8至2.5米的木頭和一根長75至300毫米的金屬條製成。在這種MTS中,「chakitaklla」被用於草地上,以穿孔處植入馬鈴薯種子,種子被埋在0.1至0.2米的深度,並用相同的土壤覆蓋。三到四週後,種植區域附近的土壤被翻轉或翻面,形成種子塊莖上的土堤。 相對的,「barbecho」則是使用類似犁的由牛來拉的工具,甚至會使用耕耘機。 研究團隊發現,這兩種耕作系統雖然共享許多代謝途徑,但在厭氧途徑和多樣性途徑上存在差異,顯示了土壤管理對維持健康土壤微生物群落的重要性。 他們發現,「chiwa」耕作系統,即最小耕作方法,顯示出比「barbecho」耕作系統,即全耕作方法,更高的微生物多樣性。這說明在較少干擾土壤的情況下,能夠支持更廣泛的微生物群落,這對土壤健康和生態系統功能是非常重要的。 分析顯示「chiwa」耕作系統比「barbecho」耕作系統展現了更多的厭氧途徑。這意味著在較少干擾土壤的情況下,能夠促進特定微生物群落的發展,這些群落在厭氧條件下更為活躍。這一發現強調了傳統最小耕作方法在維持土壤微生物多樣性和功能上的潛在優勢。 研究強調了利用微生物生物指標來評估耕作系統影響的潛力,這些發現為理解傳統耕作系統下秘魯農業土壤的微生物群落及其生態提供了新的見解。 論文中沒有提到哪一種耕作法馬鈴薯產量比較高,這是比較可惜的事。 參考文獻: García-Serquén, A.L., Chumbe-Nolasco, L.D., N

橘色胡蘿蔔「爆橘」的關鍵基因

  胡蘿蔔。圖片來源:維基百科 於十世紀在中亞馴化的胡蘿蔔(carrot, Daucus carota subsp. sativus )本來是黃色或紫色的。橘色的胡蘿蔔大約在十五世紀初出現在西歐(可能是來自白色與黃色胡蘿蔔雜交),很快地因為類胡蘿蔔素的甜味受到喜愛(雖然有些人也因為這樣的味道而厭惡它)。 到了二十世紀初期,研究者發現橘色的胡蘿蔔有療效,而類胡蘿蔔素(beta-carotene)的名字也是由胡蘿蔔而來。 但是,到底是什麼基因讓胡蘿蔔「爆橘」呢?最近的研究發現,要讓胡蘿蔔變成橘色,竟然需要同時關掉三個基因! 這三個基因是: REC1 , Or 與 EX1 。 美國的研究團隊,為了了解胡蘿蔔「爆橘」的關鍵,分析、定序了630種胡蘿蔔品系。他們發現,只要這三個基因裡面有一個是開啟的狀態,胡蘿蔔就不是橘色的。當這三個基因同時被關掉時,色素會累積,造成橘色的胡蘿蔔。 由於這三個基因位於不同的染色體上(胡蘿蔔有九對染色體),所以在世界各地可能會有不同光譜的橘色胡蘿蔔出現。科學家們翻閱十七世紀的歷史文獻也發現,在當時有「比較」橘與「比較不橘」(可能沒有完全關掉)的胡蘿蔔。當然最後都是比較橘的胡蘿蔔勝出啦。 參考文獻: Coe, K., Bostan, H., Rolling, W. et al. Population genomics identifies genetic signatures of carrot domestication and improvement and uncovers the origin of high-carotenoid orange carrots. Nat. Plants (2023). https://doi.org/10.1038/s41477-023-01526-6