植物如何知道何時散放花香？

矮牽牛（Petunia hybrida）。圖片來源：wiki

植物不會動，所以要完成終身大事就要靠媒人。對蟲媒花跟鳥媒花來說，它們更要算準了什麼時候媒人會來，趕緊佈置好花香大陣，才能順利成功。

最近，西雅圖的華盛頓大學的研究團隊，發現矮牽牛的花香調節基因。

什麼？矮牽牛會香？大概很多人的反應都跟筆者一樣。不過，矮牽牛之所以被我們認為是不會香的植物，是因為它也是「夜來香」的一種：矮牽牛的花香在半夜最強。它的香氣來自於酚醛類化合物（benzoid/phenylpropanoids，FVBP）。

研究團隊發現，主要調節矮牽牛花香釋放時間的基因是稱為LHY（Late Elongated Hypocotyl）的基因。這個基因在早上表現，與另一個基因CCA1（Circadian Clock Associated 1）一起抑制傍晚才表現的基因，活化早上表現的基因。

當他們把LHY基因連續表現時，所有與合成FVBP相關基因的表現量全部都下降，於是矮牽牛的香氣也大大減少了；相反的，如果把LHY基因的表現用干擾RNA給調到很低很低，這時候所有與合成FVBP相關的基因表現全部提早4-8小時，花香也改在日照結束時出現，而不是半夜了。

原來，在植物的基因體上，LHY會與稱為EE（evening elements）的DNA片段結合，來抑制ODO1（Odorant1）基因的表現；然後ODO1再去調節其他FVBP合成的酵素的基因表現。於是，LHY只需要控制ODO1的表現，就可以管底下十幾個基因的表現了。傍晚時，LHY的表現下降，ODO1得以表現，然後合成FVBP相關的基因開始表現，FVBP合成⋯到半夜，花香就到達最高峰了。

研究團隊在研究這些基因的表現時，還有個有趣的發現：矮牽牛的時鐘基因（clock gene），在不同的組織有不同的表現。當他們把矮牽牛放在連續黑暗的狀況下，同樣的基因，在花瓣中還是可以維持晝夜循環，但是在葉片裡卻只撐了一天就不再循環了！

參考文獻：

Takato Imaizumi et. al., 2015.Circadian clock gene LATE ELONGATED HYPOCOTYL directly regulates the timing of floral scent emission in Petunia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. doi: 10.1073/pnas.1422875112