老葉的植物王國

2016最後一天到了，我們又走過一年！ 哪十篇文章最多人看呢？ 北方小澤蘭。圖片來源： wiki 第十名： 有人味的北方小澤蘭 Platanthera obtusata 植物界的騙子其實還蠻多的，小澤蘭只是其中之一～ 第九名： 從邱園報告看維管束植物 第八名： 跨動物與植物的賀爾蒙：ABA （abscisic acid） 第七名： 【原來作物有故事】玉米與美洲文明 第六名： 世界維管束植物大盤點 第五名： 二氧化碳多，植物就會長得快嗎？ 第四名： 再談鳳梨謠言：提早採收是因為噴了「成長激素」？ 第三名： 植物是地球的能量工廠 第二名： 蒙古為什麼放棄侵略歐洲？ 第一名： 鳳梨會「咬舌」是因為噴了生長素？ 光是鳳梨就佔了第一名與第四名，真的希望明年鳳梨盛產時，不要再有類似的謠言捲土重來啊～

各式各樣的家傳品系蕃茄。圖片來源： Wiki 對台灣人來說，蕃茄（ Solanum lycopersicum ）是水果；但是對歐美人士來說，蕃茄是重要的蔬菜。從一開始被認為是有毒的、吃不得的，到現在家家戶戶少不了它，蕃茄是否真的是「一路走來，始終如一」呢？ 其實就像其他的農作物一樣，蕃茄也歷經了長時間、多次的品種改良。不過，最近這些年越來越多人抱怨：現在的蕃茄越來越難吃了！吃起來一點味道也沒有！ 蕃茄真的變得比較沒味道了，但其中的原因可不只一個。原因之一是：因為大家覺得蕃茄整顆都紅紅的比較漂亮，於是育種的專家們就想辦法挑選那些成熟時會整顆紅透的；結果具有這個性狀（稱為U性狀，意即Uniform Ripening）的蕃茄，因為葉綠素累積減少，使它們在成熟時儲存較少的糖，於是現在的蕃茄都變得比較不甜了。 另一個因素是冷藏。為了避免腐敗、延長保存期限，採下來的番茄都會冷藏於攝氏五度，並在這個溫度下運送，等要販售之前再回溫（攝氏二十度）；過去的研究發現，冷藏在攝氏十二度以下會造成與風味有關的揮發性物質減少，而回溫好像影響也不大。 為了要了解到底冷藏對番茄產生了什麼樣的影響，康乃爾大學的研究團隊選了兩個品系（分別為家傳品系'Ailsa Craig' 與商業栽培種FLA 8059）、分別在兩個不同季節採收的蕃茄，針對它們的揮發性物質含量、糖與酸含量，一路分析到基因的表現變化。他們發現：原來冷藏會造成幾個與果實成熟相關的轉錄因子的表現量下降。這些轉錄因子包括 RIN 、 NONRIPENING 與 COLORLESS NONRIPENING 等。除此之外，還有被稱為 DML2 的去甲基酶（demethylase）的表現量也下降了。 DML2 在果實開始成熟時大量表現，當它的表現被抑制時，會使得許多基因被高度甲基化，延遲果實成熟。雖然回溫一天可以使它的表現量回復，但是相關基因的表現狀況卻沒有完全恢復。而這些轉錄因子，雖然有些在回溫後表現量也隨之上昇，但似乎無法完全逆轉受他們影響的相關基因的表現程度。 研究團隊在觀察果實的揮發性物質含量以及糖與酸含量時發現，冷藏七天造成蕃茄中來自支鏈胺基酸與脂肪的揮發性物質含量減少，但來自於類胡蘿蔔素的揮發性物質（如香葉醇）含量卻上升了；但如果只有冷藏一到三天，是不會產生這些影響的。但是糖與酸的含量則不受冷...

降落傘花。圖片來源： Wiki 原產於莫三比克、南非與史瓦濟蘭的降落傘花（parachute plant， Ceropegia sandersonii ），因為花的形狀像個小小的降落傘而得名。不過，看到它的花的人，大概都會覺得大惑不解：長這樣，莫非它跟豌豆這些植物一樣，都是自花授粉的植物嗎？如果是蟲媒花，蟲進去了豈不是出不來？這樣對它又有什麼好處呢？ 降落傘花的確是蟲媒花，畢竟花長這樣要作為風媒花也太難為北風君了。它的花長這樣，也的確就是打算要把進去的蟲關在裡面--別緊張！一天以後花謝了，蟲就可以出來了；所以蟲不會餓死啦。 誰是降落傘花的媒人呢？過去的研究發現，主要是肖稗稈蠅屬（ Desmometopa ）的昆蟲。這一屬的蠅有大約50種，大部分都是過著「偷竊寄生」（kleptoparasitic）的生活。偷竊寄生這個詞有點難以直接解釋，這麼說吧：肖稗稈蠅屬的蠅，會在牠的宿主被掠食者攻擊的時候，趁掠食者不注意，在旁邊偷偷搶點吃的。雖然有些動物，如鬣狗（hyena）有時也會跟在其他掠食者的旁邊偷點東西吃，但肖稗稈蠅屬的蠅，可是專業的在扮演「你吃肉我喝湯」的角色--畢竟雖然是湯，但也是肉湯，是高蛋白的食物。尤其對於雌蠅，因為卵子的製造需要消耗大量的養分，他們可是孜孜不倦地尋找機會喝點肉湯、吃點肉屑。 所以，為什麼偷竊寄生的蠅兒要去幫降落傘花傳粉呢？難道降落傘花有提供「肉湯」嗎？當然沒有！但是降落傘花還是需要蠅兒幫它傳粉，畢竟當地也沒有其他的授粉者可以拿得起來降落傘花的花粉器（pollinaria）。花粉器為傳播花粉的構造,主要出現在蘭科（Orchidacaeae）、杠柳科 （Periplocaceae）與蘿藦科（Asclepiadaceae）的植物。每一個花粉器裡面有很多顆花粉，因此如果是個頭太小或口器形狀不適合的昆蟲，並不能協助具有花粉器的植物傳粉。 如果降落傘花非要找偷竊寄生的蠅兒來幫它授粉，但是又沒有「肉湯」給牠們，那要怎麼辦呢？ 用「騙」的！歐洲的研究團隊認為，降落傘花應該會發出類似蠅兒的宿主--西方蜜蜂（ Apis mellifera ）--受攻擊時發出的費洛蒙。過去的研究知道，蜜蜂受到攻擊時會發出許多具有揮發性的物質，用來警告其他的蜜蜂不要靠近。這些物質主要由蜜蜂的下頜腺（mandible gland）、蜇腺（sting gland...

番薯。圖片來源： Wikipedia 生活中的番薯 冬天來一顆烤番薯，暖烘烘地握在手心，真的是最棒的享受了！台灣人喜歡自稱番薯，但其實番薯是不折不扣的外來植物喔！這可以從它的名字看出來，因為只要有「番」這個字，就代表它是外來的呢！但是為什麼有時會被寫成「蕃薯」呢？因為「番」這個字在日文裡面並不是外來物的意思，而是代表「次序、值班」，因此在日治時代，被日本人給改成了「蕃薯」。 番薯大約在十七世紀初就出現在台灣，很快成為台灣人的主食之一。在移民前期，為了把米運到大陸去賺取利潤，當時的人便多吃番薯少吃米；後來，人多了、地也不夠，米開始不夠吃了，當然還是吃番薯摻飯。到日治時代，以番薯簽（擦絲曬乾的番薯）混合米飯食用的狀況更普遍。 到國民政府來台灣之後，番薯便逐漸從餐桌上退場，成為飼料；直到近年養生風興起，番薯又成為僅次於水稻的食用作物。 哪些番薯是台灣最受歡迎的品種呢？我們最熟悉的黃皮黃肉的番薯是台農57號，它也是全臺灣產量最大的番薯，適合烤、煮或製作薯條。而紅肉番薯則是台農66號；被暱稱為「芋仔番薯」的紫肉品種則是台農73號，在台語歌曲裡面唱的「竹山的番薯」是台農64號喔！至於用作蔬菜的葉用番薯，主要有桃園2號與台農71號。 為什麼台灣人會用外來植物來稱呼自己呢？台灣史學者許雪姬老師認為，這個稱呼應該是從日治時代，前往中國被日本人控制的地區工作的台灣人開始的，後來就成了台灣人的暱稱了。 番薯如何進入世界歷史 番薯可能是發源於墨西哥的猶加敦半島與奧里諾科河之間。在哥倫布到美洲之後，在現在的巴拿馬發現了它，於1493年獻給伊莎貝拉女王。 由於番薯相當適應西班牙的氣候、加上滋味甘甜，使它在歐洲大受歡迎。當時它除了是富人的珍饈之外，還被認為可以加速婦女月經來潮、分泌乳汁，對男士則有壯陽的效果。英國國王亨利八世更是特別愛吃加了香料與糖的番薯派。 番薯在17世紀被西班牙人帶到菲律賓後引進中國，由福建、廣東慢慢向北方傳播。徐光啟是番薯的粉絲，他在「農政全書」中列舉了十三項番薯的優點喔！後來在乾隆初年，華北連續發生大旱災、乾隆皇帝發現番薯是很好的救荒作物以後，甚至要求各省都要種植番薯。 鄭成功到臺灣後，也是靠著種植番薯、將番薯作為主食之一，才能包圍熱蘭遮城九個月，將荷蘭人逐出臺灣。民間甚至傳說南明魯王（朱以海）愛吃番薯，有個綽號叫番薯王。 ...

圖片來源： wiki 植物在環境中遇到病原/病蟲入侵時，會啟動茉莉酸（jasmonic acid，JA）的合成，接著啟動一整個防禦機制。 茉莉酸合成的同時，植物的生長速度開始趨緩。許多科學家認為，這是因為當防禦機制啟動後，植物會把資源由生長移到備戰的緣故。聽起來也頗為合理，畢竟作為光合自營生物，每天最多能合成多少物質是一定的；所以遇到外敵入侵時，「挖東牆補西牆」也是意料中的事。 不過，我們是在談科學，想當然爾與事實之間，還是隔著驗證這件事。到底外敵入侵時生長趨緩，是不是真的是因為「挖東牆補西牆」呢？最近美國研究團隊的發現，顯示了案情可能不是這麼單純。 jazQ 五重突變株的性狀。圖片來源： Nature Communication 研究團隊仔細分析植物的生長與防禦，發現如上圖a所示，當有外敵入侵時，茉莉酸的合成會抑制 Jaz 系列基因，而 JAZ 蛋白減少，便會使相關的 MYC 轉錄因子（transcription factor）穩定性上昇，啟動防禦機制。在沒有外敵入侵時，植物的生長最主要與吉貝素（GA，gibberellic acid）相關。吉貝素的分泌，使 DELLA 蛋白分解，由於 DELLA 平常會抑制PIF轉錄因子，因此當 DELLA 蛋白變少，PIF轉錄因子就會變多，於是一系列與生長相關的基因就啟動了。 如果可以把 Jaz 系列基因剔除，是否植物的防禦能力就會上昇呢？聽起來好像可行，但是由於 Jaz 系列基因成員繁多，且有些在功能上又有重疊之處，研究團隊在考量 Jaz 系列基因在演化上的關係以及它們對於抑制不同 MYC 轉錄因子所扮演的角色後，選了 Jaz1 / 3 / 4/9 / 10 五個基因加以剔除。 剔除了 Jaz1 / 3 / 4/9 / 10 五個基因的五重突變株（簡稱 jazQ ），對茉莉酸的敏感度與單基因突變株相比要高很多。除此之外，除了 jazQ 的根比野生種要短，同時也因為葉柄變短、葉片變小之故，整體植株的蓮座直徑（rosette diameter）比野生種小了許多。另外，由於植物也長得比較慢，造成花苞出現的時間比野生種要晚，不過開花時葉片的數目並沒有增加。 研究團隊想找到可以不必在生長與備戰間做抉擇的植物，於是他們以甲磺酸乙酯（EMS，ethyl methanesulfonate）將 jaz...

不同品系的大豆。圖片來源： Wikipedia 生活中的大豆 當聯合國農糧署把2016年訂為「國際豆類年」時，在台灣的我們第一個想到的一定就是大豆（黃豆）吧？但卻沒想到他們卻在網站上聲明：國際豆類年的豆類不包括大豆（也不包括花生）！ 蝦咪！沒有大豆！我們的生活怎麼可能沒有大豆呢？不只是早餐的豆漿、還有豆腐、豆干等豆類製品，很少有台灣人可以整個星期都不接觸到任何大豆製品吧！ 因為大豆是中國北方原產，華人很早就開始接觸大豆了。從最早的單純把大豆煮熟來吃，到漢朝開始有豆漿、豆腐、豆醬等，大豆的果實可以吃、可以榨油，嫩葉可以吃、莖與老葉可以曬乾後當作燃料…有名的「七步成詩」的故事，裡面的「豆箕」就是乾燥的大豆莖葉喔！大豆真的是萬用呢！ 就算不吃豆腐、豆干也不喝豆漿的人，但有一種大豆製品卻是每個人都會接觸到的：醬油！大家都知道醬油是大豆釀造的，而有些醬油會特別宣稱是黑豆釀造的，那麼黑豆是不是另一種豆類呢？其實黑豆只是有黑色種皮的大豆喔！而醬油一開始其實是浮在肉醬上面的液體，因為肉類比較貴，原本只有貴族才能夠有肉醬可以吃；後來民眾們發現用大豆發酵製作的豆醬滋味也很好，所以就開始製作豆醬、後來也產生了大豆釀造的醬油。而拿來當作零食的毛豆，則是還沒有完全成熟的大豆喔！ 大豆如何進入人類歷史 因為大豆原產於大陸北方，華人很早就開始吃大豆了；到了春秋戰國時期，大豆已經被列為五穀之一（菽），也很早就發明了發酵處理大豆、以及製作各種豆製品的工坊。而日本人比我們更愛大豆！豆醬在唐朝時由中國傳到日本以後，日本人發明了許多不同口味的豆醬（味噌）與納豆，日本人可以說是一天都離不開大豆與豆製品呢！ 為什麼聯合國的「國際豆類年」不包括大豆呢？原來大豆到十八世紀末才從中國到歐洲與美國，而且因為歐洲原生的幾種豆類如鷹嘴豆、扁豆等都不好消化，吃了容易脹氣，所以在歐美一向認為，豆類是窮人的食物；加上歐美並沒有製作豆製品的工坊，所以他們要吃大豆與豆製品並沒有像我們那麼方便。因此，大豆一開始並沒有得到很多的重視；直到二十世紀初一次世界大戰的糧食短缺，以及1920年代美國的棉籽象鼻蟲大爆發，使得美國人食用油的來源遽減，他們才開始把眼光看向可以榨油的大豆。接著第二次世界大戰，在美國參戰後，由於對肉類的需要，美國開始採用「肥育法」：提供以玉米與大豆為主的飼料給牛、羊、豬食用，同時限...

櫸木有外生菌根。圖片來源： Wiki 對於溫室效應（Greenhouse Effect）大家都耳熟能詳了，也知道是因為大氣中因為人類活動所產生的溫室氣體越來越多，這些氣體把太陽與地球所產生的輻射能量留在大氣層裡面，使地球表面的溫度提高。 溫室氣體（greenhouse gases）包括了水蒸氣（H 2 O）、二氧化碳（CO 2 ）、甲烷（CH 4 ）、一氧化二氮（N 2 O）、臭氧（O 3 ）與氯氟碳化物（CFCs，Chlorofluorocarbons），不過最主要的還是二氧化碳。慢著！二氧化碳不也是植物光合作用的原料之一嗎？那麼說起來，當大氣中的二氧化碳濃度提高，就代表植物會有更多的原料可以進行光合作用，所以...溫室效應所帶來的二氧化碳濃度上昇，應該會造成植物長得更好，所以溫室效應也不全是壞的囉？ 理論上雖然是這樣，不過在實驗中卻發現不見得是這樣喔！有些植物的確長得更好，但效果並不持續；有些卻完全沒有長得更好。雖然有人認為可能是因為氮素不足，但在有些實驗裡又發現好像氮沒有那麼重要；至於植物的年齡與種類、水分、溫度、甚至添加二氧化碳的技術，雖然都可能有影響，卻又無法解釋不同實驗的結果。 到底是什麼影響到植物對二氧化碳所產生的反應呢？由歐洲與美國所組成的研究團隊，想到了菌根（mycorrhiza）。菌根是與植物根部共生的真菌，約有94%的植物根部都可以找到它（剩下的6%是水生植物）。有些菌根會把菌絲伸入植物的根細胞中形成菌根共生體（arbuscular mycorrhizae，簡稱AM），有些菌根則只會包覆在植物根的外圍，形成外生菌根（ectomycorrhizae，ECM）。這些真菌協助植物吸收水分與礦物質，從植物那裡得到光合作用所產生的醣類，對植物的生長與養分的循環有很大的貢獻。 但是外生菌根與菌根共生體與植物之間的互動其實不盡相同。過去的研究發現，外生菌根非常的講義氣，不管土壤裡面的養分（尤其是氮素）充足與否，外生菌根會一直與植物維持共生關係；相對的，菌根共生體雖然名為共生體，但是當土壤養分不足時，有些菌根共生體會轉為寄生（OS：那...還叫共生體嗎？）。而它們的分佈也不相同：菌根共生體多半都與沙漠、草原、灌木以及熱帶森林的植物在一起，外生菌根則常見於溫帶與寒帶森林。所以，會不會之前的許多實驗，其實都受到菌根種類的影響呢？ 為了了...