光敏素（phytochrome）的故事（三）

1938年的夏天，芝加哥大學（University of Chicago）來了一個來自加州的客人。

邦納（James F. Bonner）當時年方27歲，正在加州理工學院（Caltech）擔任助理教授。芝加哥大學的植物實驗室（Hull Botanical Laboratory）主任克勞斯（Ezra Jacob Kraus）欣賞他，給他教師的職位；但是他一時之間仍無法做決定。邦納在猶他州長大、在加州理工學院讀完博士學位，蠻喜歡加州的環境；於是他申請了留職留薪，先來芝加哥大學看看。

那年夏天，邦納與哈姆納（Karl C. Hamner）開始了一系列對於光週期的研究。他們原本希望或許可以因此找到傳說中的「開花素」（florigen），但最後卻發現了光週期的關鍵在於連續黑夜的長度。

蒼耳。圖片來源：wiki

以蒼耳（cocklebur，Xanthium pensylvanicum）為實驗材料，邦納與哈姆納測試了非常多不同的光週期，解剖了許多的蒼耳，但還是沒有找到開花素。

但是，在這些光週期的試驗中，他們測試了：

一、四小時光照/八小時黑暗；
二、十六小時光照/三十二小時黑暗；
三、八小時光照/四十小時黑暗。

由於當時已知蒼耳的臨界光照時間是介於15.5到15.75小時之間（也就是黑暗的時間大約是8.5到8.25小時），實驗組一不論是光照或是黑暗時間，都小於臨界時間；而第二組則不論是是光照或是黑暗時間，都大於臨界時間，第三組則只有黑暗時間大於臨界時間。

結果是，第一組沒有花苞出現，而第二組與第三組都開花了。

進一步的實驗，讓植物接受九小時的光照與八小時的黑暗，還是沒有開花的跡象；所以邦納與哈姆納的結論就是：

只要黑暗的時間超過臨界值，植物就會開花；所以，植物在意的是連續黑暗的時間。

接著，他們決定要讓植物的「睡眠時間」被燈光打斷，看看到底需要多麼少的光照，就可以影響植物的花期？

實驗的結果是：一分鐘！這讓他們超驚訝的，原來植物是如此的敏感，只需要「一分鐘」的光照，就足以讓蒼耳不開花！

其他研究團隊聽到這個消息，也紛紛開始進行實驗。很快的，大豆也被發現相同的現象；而另一個研究團隊則將這個發現應用在菊花上，希望能讓菊花晚一點開花。

結果，雖然菊花不如蒼耳與大豆那麼敏感，但一小時的光照也可以把花期推遲二至三個月。後來的許多測試發現，有些菊花甚至要二到四小時；於是，在秋天的晚上給菊花二到四小時的光照，就成為園藝界推遲花期的標準做法了。

雖然發現了連續黑暗才是關鍵，但是沒有找到「開花素」讓邦納覺得，或許芝加哥不適合他。他最後還是回到加州理工學院，在那裡工作直到退休。

退休後的邦納還開了一家生物科技公司Phytogen，後來在一九九六年去世。

其實邦納真的不用對找不到「開花素」那麼難過。直到現在，植物科學家們還是不確定「開花素」是什麼。

參考文獻：

Frank B . Salisbury. 1998. James Frederick Bonner. 1910—1996. A Biographical Memoir byFrank B . Salisbury. National Academy of Sciences.

Linda C. Sage. 1992. Pigment of the Imagination ：A History of Phytochrome Research. Academic Press. ISBN. 0-12-614445-1