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低溫下的C4植物

玉米。圖片來源: Wikipedia 先說這篇文章的結論:讓玉米表現比較多的RuBisCo(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶,負責把二氧化碳抓下來的酵素),可使玉米在低溫(攝氏14度以下)時光合作用效率能維持較高溫的效率。 我自己看到覺得有趣的點是:過去我們在學習光合作用時提到C4植物(玉米就是一種C4植物),也會提到它在低溫時光合作用效率不如C3植物。但過去課本上都是說:可能是因為C4植物在固碳時需要額外的能量,造成它在低溫時效率不如C3植物。 這篇論文裡面提到,最近這幾年的研究已經發現,C4植物在低溫下因為RuBisCo的結構不穩定,造成它在植物裡面的含量下降了四成,而這使得整體光合作用的效率下降了六成。所以讓RuBisCo表現量提升,可以造成玉米在低溫時的光合作用效率不會下降,從而造出「耐冷」玉米品系。 重要農作物是C4植物的有玉米、高梁、甘蔗以及部分的小米。不知道其他C4農作物是否在低溫下也有類似的事情發生,如果是,是否可藉由這篇論文裡面類似的機制來提升光合作用效率(或者說,使它們光合作用的效率可以維持)。當然,如果能找到非基改的品系,看看非基改的耐冷品系的RuBisCo的序列及/或表現量是否與不耐冷品系有所不同,這也是個有趣的課題。 參考文獻: Coralie E. Salesse‐Smith, Robert E. Sharwood, Florian A. Busch, David B. Stern. Increased Rubisco content in maize mitigates chilling stress and speeds recovery . Plant Biotechnology Journal, 2019

3000年前的牙結石找到香蕉到達萬那杜的證據

香蕉。圖片來源:By Daniela Kloth - Own work, GFDL 1.2, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=73500454 在台灣常見的香蕉( Musa x paradisiaca )最早可能是在東南亞與巴布亞紐幾內亞馴化,考古發現可以追溯到公元前五千年。但是因為要能被保存下來成為化石總是需要一點運氣,所以香蕉的傳播路徑似乎不是很清楚。 最近奥塔哥大學(University of Otago)的研究團隊,從埃菲特島(Efate Island)的特奧瑪遺址(Teoum​​a site)中的三十二具遺骸的牙結石中找到了香蕉的微顆粒,證明了香蕉大約在三千年前傳播到萬那杜(Vanuatu)。 到底是誰把香蕉帶到萬那杜呢?推測應該是拉皮塔(Lapita)人。 古代的人因為不懂得刷牙,所以牙結石都很大;近代許多「古人吃什麼」的研究,常常是從牙結石裡面發現的。 參考文獻: Monica Tromp, Elizabeth Matisoo-Smith, Rebecca Kinaston, Stuart Bedford, Matthew Spriggs, Hallie Buckley. Exploitation and utilization of tropical rainforests indicated in dental calculus of ancient Oceanic Lapita culture colonists . Nature Human Behaviour, 2020

蘋果(Malus domestica)的基因密碼

新疆野蘋果的果實。圖片來源: Wiki 你喜歡吃蘋果嗎?你常吃蘋果嗎?現在在台灣的超級市場、水果攤,最常見的水果之一就是蘋果了。常見的品系包括富士、加拉、五爪、翠玉、金冠等。但一開始在台灣,蘋果並非如此常見。那時候的蘋果幾乎都是進口,在一支冰棒只要五毛錢的時代,一顆五爪蘋果要100元喔。  由於冷藏與儲存技術的進步,蘋果在台灣已由一顆價值四斤米成為不分貧富都享受得起的水果了。根據聯合國農糧署的資料,2014年全世界生產8,463萬噸蘋果,僅次於番茄、香蕉與西瓜;如果不計入番茄,蘋果是世界第三大水果。 蘋果( Malus domestica )的祖先是中亞的新疆野蘋果( Malus sieversii ),全球約有35種不同蘋果屬植物,其中只有三種人類可食:蘋果、 M. sylvestris 、新疆野蘋果。在中亞發源的蘋果,隨著採食的動物向東到中國,發展成綿蘋果等;向西發展為現在的富士、加拉、五爪等洋蘋果。洋蘋果是目前蘋果屬中最廣被栽培的種類,全世界大約有7,500不同品系的洋蘋果(以下簡稱蘋果)。 由於蘋果是這麼重要的水果,它的基因體當然非了解不可囉!經由許多不同國家的研究者同心協力,蘋果的基因體已於2010年定序完成。但是蘋果有這麼多不同品系,到底是挑選什麼品系來定序呢? 研究團隊在眾多品系中挑選了金冠(黃元帥,Golden Declicious)。金冠這品系雖然在台灣也有販售,但是受歡迎的程度遠不如富士(FUJI);讀者們一定會覺得怎麼不挑選富士呢? 挑選金冠主要是因為金冠是加拉(Gala)蘋果的親本之一,也是超過20種不同品系蘋果的親本。另外,雖然台灣的蘋果市場由富士獨霸江湖,但在美國富士不過是老三、加拉才是老大。因此,當然要挑選金冠囉。(加拉在台灣也很受歡迎,有另一個商品名為「小富士」。) 定序的結果發現,跟其他作物一樣的,在蘋果總共七億四千二百三十萬鹼基對(742.3 Mb)的基因體中,有67%是由重複序列(repetitive elements)組成;這個比例與茶樹相當、比菠菜低。在這些重複的序列裡,蘋果的去氧核糖核酸轉位子(DNA transposon)是目前所知比例最低的。 雖然學界認為蘋果的祖先應是新疆野蘋果,由於 M. sylvestris 與蘋果之間也頗相似,因此研究團隊也趁此機會一併分析了12個蘋果、10