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目前顯示的是 四月, 2020的文章

閃閃發亮的植物!

讓植物發光已經不是新鮮事了,不過最近歐洲研究團隊的發光植物卻很「新鮮」。

怎麼說呢?原來過去要讓植物發光,要不就是要把綠色螢光蛋白(GFP,green fluorescent protein)基因放進植物裡,但是這樣的植物要以紫外光照射後,才會發出綠色螢光。這綠色螢光需要用螢光顯微鏡才能接收到,所以並非肉眼可見。

另一個方法則是放入螢火蟲的螢光素酶(luciferase),螢光素酶在氧化螢光素(luciferin)時會發光,發出的光不需要特殊儀器就能看到。但還是需要提供植物螢光素,才能發出螢光。

最近研究團隊在一種螢光真菌Neonothopanus nambi中找到四個基因。這四個基因負責把咖啡酸(caffeic acid,一種次級代謝物)轉化為真菌的螢光素,再轉化回到咖啡酸:從螢光素到咖啡酸的過程中會放光。


由於整個轉化過程形成一個循環,所以也無須加入其他的化合物。當研究團隊把這四個基因轉入煙草中,產生了閃亮亮的植物:轉殖煙草發出的光,肉眼就可以看到。

初步的觀察發現:隨著葉片的衰老,發出的光變得黯淡;最亮的部分出現在煙草的花。

研究團隊希望未來可以將這個系統應用在觀察基因的表現。如同過去的綠色螢光蛋白或螢光素酶系統,將四個基因的其中一個連結在想觀察的基因的啟動子上,便可以肉眼觀察該基因在不同狀況下的表現情形了。

參考文獻:

Tatiana Mitiouchkina et. al. 2020. Plants with genetically encoded autoluminescence. Nature Biotechnology.

幫植物打針(injection)的新技術

治療動物疾病會打針(注射),植物生病是否也能打針呢?過去曾看過新聞報導提過幫植物打針,不過看過的都是以粗大的針打進植物樹幹內,或是直接在樹幹上鑽孔

最近麻省理工學院(MIT)的研究團隊研發了以絲製造的微針來注射植物,可以將藥品直接注射到生病的部位(根、莖),由於微針的絲材質經過改良,親水性比天然絲更高,注射後針會慢慢的分解。

雖然目前這個技術還停留在實驗室研究階段,研究團隊希望有朝一日可以廣泛應用在農業上。

參考文獻:

Yunteng Cao, Eugene Lim, Menglong Xu, Jing‐Ke Weng, Benedetto Marelli. Precision Delivery of Multiscale Payloads to Tissue‐Specific Targets in Plants. Advanced Science, 2020; 1903551 DOI: 10.1002/advs.201903551

改變D1蛋白的表現方式可以造出耐熱高產的植物

光合作用(photosynthesis)是植物所有生物化學反應的中心,它可分為「光反應」(light reaction)與「卡爾文循環」(Calvin cycle)兩部分。

其中的光反應,是由許多蛋白質與色素分子所構成的接力賽:光能由光系統II(photosystem II)或光系統II的天線「捕光複合體II」(LHCII,light harvesting complex II)進入,被光系統II的「反應中心」(reaction center)接收後,反應中心的兩個葉綠素a(chlorophyll a)「丟」出一顆電子給主要電子接受者(primary electron acceptor, pheophytin),開啟了光反應的電子傳遞鏈。

失去了一個電子的葉綠素a,會馬上從光系統II的D1蛋白取得一個電子,讓自己恢復原來的狀態,以準備下一回合的電子傳遞。少了一個電子的D1蛋白,則會由與光系統II緊密連結的產氧複合體(OEC,oxygen evolving complex)取得電子。產氧複合體會等到累積四個正電荷以後,便一次氧化兩個分子的水以取得四個電子,並產生氫離子與氧氣。

因此,光系統II的D1蛋白不斷地失去電子(氧化)、得到電子(還原),造成它每過大約三十分鐘就要換一個新的。D1蛋白也對溫度敏感。由於光系統II不能沒有D1蛋白,這使得D1蛋白成為光系統II能否有效率地執行功能的速率限制分子。

如果能夠改變D1蛋白,讓它耐熱或者讓它的表現量上升,是否能讓光合作用變得更有效率呢?這個想法應該有不少人曾有過,但卡在一個難處:D1蛋白的基因位於葉綠體內(psbA)。要「弄」葉綠體不是一件容易的事!

中國科學院的研究團隊想到:是否可以在細胞核裡面表現D1蛋白,來取代葉綠體的版本呢?他們不只是這麼想了,也這麼做了。由於原來的D1蛋白並不需要被「送」到葉綠體裡面,為了要讓細胞核表現的D1蛋白可以進入葉綠體,研究團隊把D1蛋白基因加上一小段「葉綠體的郵遞區號」,而且他們還把這個改造過的D1蛋白基因連結在一個熱反應啟動子的後面,如此一來當溫度上升時,位於細胞核裡面的psbA基因表現量就會提高。

出乎他們意料之外的是,轉殖植物除了因D1蛋白表現量增加出現產量上升的作用外,它們還特別耐熱。研究團隊測試了擬南芥(Arabidopsis thaliana)、稻米、煙草,發現轉殖擬南芥…

比較不同棉花(cotton)的基因體

棉花是主要的植物纖維作物,但它的價值不只是供應纖維而已。棉花的纖維可以做衣料、種子可以搾油、油粕可以做飼料。在美國,95%種植「美國棉」(高地棉,Upland cotton,Gossypium hirsutum),5%種植海島棉(在美國被稱為American Pima,G. barbadense)。

為了更瞭解棉花,由美國幾個研究團隊共同努力定序了高地棉、海島棉,還有夏威夷棉(G. tomentosum)、達爾文棉(G. darwinii)以及G. mustelinum等三種野生棉花,並比較它們的基因體。


比較的結果讓研究團隊有些驚訝。研究團隊原本希望可以找到更多抗病抗蟲基因,但卻沒有什麼新發現。

雖然與棉花的性狀相關的基因上,研究團隊找到了一些不同的基因,但是許多地方還是相當相似、甚至有完全相同的部分,讓研究團隊以為是否不小心污染了樣本,所以把相同的基因體給定序了五次。妙的是,在田地裡可以很容易辨別出這些棉花的不同之處。

參考文獻:

Z. Jeffrey Chen, Avinash Sreedasyam, Atsumi Ando, Qingxin Song, Luis M. De Santiago, Amanda M. Hulse-Kemp, Mingquan Ding, Wenxue Ye, Ryan C. Kirkbride, Jerry Jenkins, Christopher Plott, John Lovell, Yu-Ming Lin, Robert Vaughn, Bo Liu, Sheron Simpson, Brian E. Scheffler, Li Wen, Christopher A. Saski, Corrinne E. Grover, Guanjing Hu, Justin L. Conover, Joseph W. Carlson, Shengqiang Shu, Lori B. Boston, Melissa Williams, Daniel G. Peterson, Keith McGee, Don C. Jones, Jonathan F. Wendel, David M. Stelly, Jane Grimwood, Jeremy Schmutz. Genomic diversifications of five Goss…

咖啡讓甜的更甜

最近的一項研究發現:喝咖啡會造成味覺改變,且與咖啡因無關。

研究團隊找了156個人來測試咖啡對嗅覺或味覺的影響。結果發現:喝過咖啡以後再吃東西,甜的會變得更甜,苦的比較不苦。

為了釐清這個效用是否與咖啡因有關,研究團隊也讓受試者喝無咖啡因咖啡,結果效果是一樣的。

但無論有無咖啡因的咖啡都不影響嗅覺。

研究團隊認為:可能是咖啡裡面其他有苦味的化合物影響了味覺。

我們日常應該也會發現,吃過甜的東西以後,再吃其他的東西味道都會變淡;吃苦的東西則通常都是前三口最苦,接下來好像就沒那麼苦了。當然,個人經驗是一回事,經過科學驗證又是另一件事了。我倒是很好奇有沒有人做過吃甜的東西以後是否會改變味覺(答案應該是肯定的?!)

另外是:研究團隊用的是濃縮咖啡(espresso),是否是因為濃縮咖啡味道比較強烈,所以造成的效應會比較明顯呢?

參考文獻:

Alexander W. Fjaeldstad & Henrique M. Fernandes. 2020. Chemosensory Sensitivity after Coffee Consumption Is Not Static: Short-Term Effects on Gustatory and Olfactory Sensitivity. Foods 9 (4): 493; doi: 10.3390/foods9040493

添加「電纜細菌」(Desulfobulbaceae)可以降低水田的甲烷排放

稻米餵養了世界一半的人口,但水田的排放的甲烷(methane)卻佔了全世界溫室氣體排放的5%。甲烷比二氧化碳對溫室效應的提升能力更強(至少三十倍)。

為什麼水田會排放這麼多甲烷呢?原來當稻田淹水時,水下的細菌們會因為缺氧而進行發酵作用,發酵作用會產生甲烷。水田裡八成到九成的甲烷產出,都是來自這些細菌們。

過去這些年,許多研究團隊也很努力地想要找出方法降低水田的甲烷排放:如我們在2015年介紹過的,將大麥(barley)的SUSIBA2基因放進稻米中,使稻子合成更多的澱粉,根部便會分泌少一點醣類以及其他的化合物,這使得水田裡的細菌們的食物減少,於是產生的新種稻米在開花前釋放的甲烷只有原品系的5%-10%左右,開花以後,因為合成穀粒的緣故,水田釋放的甲烷降到原品系的0.3%。

雖然這方法不錯,但是牽涉到基改作物總會讓一部份的人不滿意。有沒有其他的辦法可以降低水田中的甲烷排放呢?

最近丹麥與德國的研究團隊發現,在稻田中添加Desulfobulbaceae菌,可以有效地降低甲烷排放,而且效用可以持久。

Desulfobulbaceae菌又被暱稱為「電纜細菌」(cable bacteria),當初是因為有科學家偵測到海洋底泥裡有電流在表層和底層間傳送而被發現的。這種細菌會一個接一個的連接起來形成長長的「電纜」構造(長可達三公分),靠著這樣的連結把缺氧的底泥的硫化物(sulfide)的氧化跟接觸得到氧氣的泥層的氧或硝酸根(nitrate)的還原連結在一起,使它們可以靠氧化硫化物來產生能量。而這些硫化物可以抑制水田中的甲烷菌,讓它們無法進行發酵作用產生甲烷。

過去也曾發現,在水田中施放硫化物可以抑制甲烷排放,但施放硫化物的效果並不長久。加入電纜細菌可以有效地抑制甲烷的產生,且因為電纜細菌能與水田中的其他細菌形成生態系,所以這個效果是可長可久的。

期盼這個研究可以廣泛地應用在全世界的水田裡,如此一來我們就可以更安心地大口吃飯了。

參考文獻:

Vincent V. Scholz, Rainer U. Meckenstock, Lars Peter Nielsen, Nils Risgaard-Petersen. Cable bacteria reduce methane emissions from rice-vegetated soils. Nature Communicati…

拯救即將消失的蘋果品系(apple variaties)

在美國,一個名為「Lost Apple Project」的非營利組織,已經花了許多年來拯救一些即將消失的蘋果品系。

每年秋天,他們花費無數的時間用卡車、越野車和徒步在美國靠太平洋西北部數百英哩的地區,尋找古老(往往是垂死的)蘋果樹。

他們從舊果園裡收集了數百個蘋果,使用舊地圖、縣集市記錄、剪報和苗圃銷售分類帳找到這些蘋果的紀錄。從這些記錄裡,他們瞭解到究竟哪個農場主買了這些蘋果樹以及何時購買。 

通過將這些記錄中的名稱與屬性圖進行匹配,他們查明果園可能在哪裡–並且他們經常發現一些果樹仍在那兒生長。找到以後他們便使用GPS仔細記錄了每棵樹的位置,並用塑膠帶給樹貼上標籤,然後將蘋果裝在拉鍊袋中,然後將其運送給俄勒岡州的專家進行識別。每年冬天,他們會再回到這些果樹生長的地方進行剪枝,將剪下的枝條帶回去插枝以保存該品系。

今年是收穫豐碩的一年,他們找到了十個即將消失的蘋果品系。美國一度曾有一萬七千個品系的蘋果,但現在止剩下四千五百個品系。很多蘋果品系是由當年到西部拓荒的農場場主隨手種下,希望來年能為他們帶來果實。但當農場經營不善、或當年氣候不佳導致農場無法經營下去時,這些農場的場主們被迫離開他們辛勤經營的果園,而這些果樹也就隨之被遺忘了。

筆者忍不住想到在十八到十九世紀走遍美國的約翰‧查普曼(John Chapman,1774-1845)。查普曼從三十歲開始在美國各地旅行,並以提供當地居民蘋果種子的方式來大力倡導種植蘋果。因此,他得到一個綽號:強尼‧蘋果籽(Johnny Appleseed)。不知道這些即將消失的蘋果品系中,是否有些是由他帶來的?

參考文獻:

GILLIAN FLACCUS. 10 pioneer-era apple types thought extinct found in US West.

植物也愛沖涼!

水是生物不可或缺的物質。當植物缺水的時候,氣孔會關閉、植物會感受到缺水的生物壓力。這時候提供給植物們水分(灌溉),可讓植物們重新恢復生機。

我們當然理解重新提供水分後,植物的氣孔會張開、細胞內的離層酸(ABA,abscisic acid)濃度會下降,但最近的研究發現,灌溉對植物的影響可不只是讓植物細胞從缺水狀態恢復這麼簡單而已。

伊利諾大學(University of Illinois)的最新研究發現,灌溉不僅可以讓植物重獲水分,由氣孔蒸散出去的水蒸氣與從土壤表面蒸發的水分,還可以幫助植物及其生長環境降溫。這對植物的生長也有好處--研究團隊發現,16%的產量上升來自於氣孔蒸散與土壤蒸發所帶來的降溫作用。

研究團隊分析了2003年至2016年內布拉斯加州的玉米田衛星數據,得到這個結論。筆者覺得非常好奇的一件事是:不知道未來有沒有可能進一步分析,灌溉時直接噴灑在植物上(如上圖)與水圳式的灌溉,哪一種對降溫的影響比較大?是否對植物的產量有足夠明顯的影響呢?

參考文獻:

Yan Li, Kaiyu Guan, Bin Peng, Trenton E. Franz, Brian Wardlow, Ming Pan. Quantifying irrigation cooling benefits to maize yield in the US Midwest. Global Change Biology, 2020; DOI: 10.1111/gcb.15002

植物的長壽基因

長壽是許多人的期望,農夫也希望種一次農作物可以有多次收穫。但有些農作物(如稻米、小麥等)是一年生植物,在開花結果後植物便走向衰老死亡。過去的研究發現,多年生植物的生長點,並不會在進入開花階段就完全轉為花芽,仍會有一部份維持在葉芽的狀態:這也是為什麼它們在開花結果以後,仍有一部份的生長點可以萌發出新芽繼續生長的原因。相對的,一年生植物的生長點卻在進入開花階段後全部轉為花芽、開始開花結果,這樣的植物便只能走向衰老、死亡了。

最近荷蘭的萊頓大學的研究團隊在擬南芥(Arabidopsis thaliana)中發現了一個基因AHL15,當他們在植物的生長點中高度表現這個基因時,擬南芥雖然與野生種一樣在差不多的時間開化,但是高度表現AHL15的植物在開花後仍有一部份的生長點停留在葉芽狀態,這使得它們可以萌發出新芽、持續生長。相對的,當他們把AHL15的表現關掉時,植物雖然與野生種一樣在差不多的時間開花,但因為生長點的活性降低,造成花的數目也減少了。

雖然擬南芥是雙子葉植物,與主要農作物如稻、麥、玉米等單子葉植物相差不小,但過去的許多研究也都發現,單子葉與雙子葉植物仍有許多基因是互通的。如能在稻、麥、玉米等主要農作物中找到與AHL15有相同功能的基因,未來或許能培育出一年多穫的作物?雖然目前台灣中部也有所謂的「再生稻」的技術,但再生稻的品質仍遜於主要收穫。如能有一年種一次可收穫多次的水稻,且品質不遜於第一次收穫的水稻,也可稍解農民的辛勞。

參考文獻:

O. Karami et al. A suppressor of axillary meristem maturation promotes longevity in flowering plants. Nat. Plants, published online April 13, 2020; doi: 10.1038/s41477-020-0637-z

植物細胞的自我隔離(self-isolate)

今年最為大家所熟悉的詞大概就是「禁足」:當人們懷疑自己可能有罹患新冠肺炎的風險下,透過居家隔離/居家檢疫,將自己與群眾區隔開來,避免病毒進一步的傳播。

植物是否有類似的機制呢?過去的許多研究發現,植物在受到感染時,會釋放出揮發性物質警告周圍的植物與同一株植物的其他未患病的部分,讓它們提升防禦。最近英國的約翰‧英尼斯中心(John Innes Centre)的研究發現,植物在受到感染時,除了會警告周圍的植物,也會進行自我隔離。

植物怎樣達成自我隔離呢?事實上植物細胞與細胞之間一直都是以「原生質絲」(plasmodesmata,單數plasmodesma)互相聯繫的,這個聯繫讓植物細胞之間可以很快的傳訊,但是當細胞被病菌感染時,當然也讓周圍的細胞暴露在感染的風險之中。


約翰‧英尼斯中心的研究團隊發現,用來建構真菌細胞壁的幾丁質(chitin),會與原生質絲周圍的受體(主要是為LYM2與LYK4兩個受體蛋白質激酶)進行互動。這個互動會使植物細胞產生自由基(reactive oxygen species)與胼胝質(callose,一種beta-葡聚糖),造成原生質絲所形成的通道關閉。

讓研究團隊好奇的是,存在於原生質絲周圍的受體們也同時存在於細胞膜的其他區域,但顯然位於原生質絲周圍的這些受體們具有不同的功能。為什麼會有這樣的不同,還需要進一步的研究。

參考文獻:

Cécilia Cheval, Sebastian Samwald, Matthew G. Johnston, Jeroen de Keijzer, Andrew Breakspear, Xiaokun Liu, Annalisa Bellandi, Yasuhiro Kadota, Cyril Zipfel, Christine Faulkner. Chitin perception in plasmodesmata characterizes submembrane immune-signaling specificity in plants. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 201907799 DOI: 10.1073/pnas.1907799117

熱萃咖啡與冷萃咖啡有什麼不同?

隨著近年來冷萃咖啡越來越受歡迎,也有科學家對於到底它與熱萃咖啡(熱咖啡)有什麼不同?湯瑪斯‧傑佛遜大學的幾位科學家針對淺焙、中焙、深焙咖啡進行攝氏一百度與室溫萃取後,進行比較。

比較的結果發現:熱咖啡與冷萃咖啡在咖啡因的含量上大致相同,主要不同的地方是熱咖啡含有較高的可滴定酸與抗氧化物,這個現象尤其在深焙咖啡上更明顯。

本篇研究分享於美國化學學會網站

註:筆者雖然不是咖啡發燒友,但這篇小「研究」以室温來萃取咖啡其實並非常見的冷萃咖啡作法。常見的應該是以冰水萃取才是。我有位朋友真的比較過冰萃與熱咖啡的不同,發現香味分子少了很多,咖啡因的濃度也少了47%...

缺氮的植物葉片會向根部傳信

植物不能沒有氮素(N)。蛋白質、核酸的合成都需要氮,連部分的脂肪與碳水化合物都含有氮。缺氮的植物會出現生長緩慢、植株變小發紅、木質部增生的問題,產量也會下降。通常農作物會長的不好,不是缺氮就是缺磷。

氮的吸收可分為高親和力(氮濃度小於0.5mM)與低親和力(氮濃度大於0.5mM)兩個層面來探討。植物的根部有運送氮的運輸蛋白,負責高親和力與低親和力環境下的氮運輸。不過土壤中的氮濃度瞬息萬變,植物如何讓自己從環境中獲取足夠的氮呢?

最近的研究發現,擬南芥(Arabidopsis thaliana)中的一個小分子肽賀爾蒙CEPDL2,在植物葉片缺氮的時候,會透過維管束(應該是篩管/韌皮部)送到根部,使根部開始表現高親和力氮運輸蛋白,達成提升氮吸收的目的。

不只是在缺氮的環境下需要CEPDL2,研究團隊發現,當他們把CEPDL2的基因以基因編輯的方式剔除後,不表現CEPDL2的植物(cepdl2突變株)在含有豐富氮(10mM)的狀況下只能長到野生種的65%,在低氮(3mM)的狀況下只能長到野生種的57%,顯示了植物也需要它來維持正常狀況下的氮吸收。

CEPDL2的啟動子在子葉與成熟葉片的韌皮部(篩管)的活性最高。研究團隊以嫁接的方式發現,當植物缺氮時,葉片韌皮部合成的CEPDL2會被運送到根部,使根部高量表現高親和力氮運輸蛋白,從而促使植物的根部吸收更多的氮。

由於氮吸收對植物非常重要,當然CEPDL2不會是植物唯一缺氮時會釋放的肽信號。這個實驗團隊過去也發現另外兩個肽信號,CEPD1與CEPD2。這兩個肽信號在植物的根部偵測到缺氮時,透過地上部分傳信通知給其他的根,從而調整氮的吸收。

參考文獻:

Ryosuke Ota, Yuri Ohkubo, Yasuko Yamashita, Mari Ogawa-Ohnishi, Yoshikatsu Matsubayashi. Shoot-to-root mobile CEPD-like 2 integrates shoot nitrogen status to systemically regulate nitrate uptake in Arabidopsis. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-14440-8

最早的「以茶代酒」

在宴會上往往不勝酒力的人會提出要「以茶代酒」,近年來慈濟基金會也推出「以茶代酒」的運動。不過最早提出「以茶代酒」的人是三國時孫吳的皇帝孫皓(243-284)。

網路上大概都可以找到這一段:「皓每饗宴,無不竟日,坐席無能否率以七升為限,雖不悉入口,皆澆灌取盡。曜素飲酒不過二升,初見禮異時,常為裁減,或密賜茶荈以當酒」。這段出現在《三國志‧韋曜傳》,是說孫皓剛開始對韋曜(201-273)還很有敬意的時候,對他很客氣。孫皓宴請大臣要求每個人要喝七升酒,但韋曜根本喝不了這麼多,那時候孫皓就私底下賜給他茶來當酒喝。

但是後來韋曜為了孫皓的爸爸到底要放在「本紀」還是「列傳」這件事情跟皇帝起了衝突。孫皓的爸爸孫和並沒有當過皇帝,所以依照韋曜的看法,孫和只能被放在「列傳」裡面。但孫皓卻要求要把自己的爸爸放到「本紀」裡面。

君臣因為這樣起了衝突,因為韋曜非常堅持,孫皓也很堅持。韋曜曾想辭官不幹,但孫皓又不准。君臣的感情變差了,當然宴會的時候就沒有「以茶代酒」這回事了,而是「至於寵衰,更見偪彊,輒以為罪。」後來韋曜就被孫皓給殺了。

我倒是蠻好奇那時候孫皓賜給韋曜的茶到底是什麼樣子的,畢竟茶在當時可能還是用新鮮的葉片來煮,煮好以後連葉子一起吃下去。這樣的茶要代替酒有點難吧?難道韋曜以茶代酒喝的液體是類似於現代的茶?

土壤(soil)的味道

種東西的時候總會聞到一種沁人心脾的「土味」:有人說那是原野的芳香,討厭這味道的人應該不多,但是否想過這味道從何而來呢?

過去的研究已知,所謂的土味來自於放線菌家族的鏈黴菌(Streptomyces)。鏈黴菌會釋放出土臭素(geosmin)和2-甲基異冰片醇(2-methylisoborneol,2-MIB)為主的化合物,這就是土味的來源。不過,到底為什麼鏈黴菌要釋放出這些化合物,過去一直都不清楚。雖然有些人認為鏈黴菌可能是藉由釋放出這些氣味,來趕走他們的掠食者,但這部分一直都只是假說而已。

來自加拿大的研究團隊發現,原來鏈黴菌釋放出這些氣味並不是用來趕走掠食者的!相反的,這些氣味是用來吸引「彈尾蟲」(springtails)這種節肢動物,讓彈尾蟲幫忙它們散播孢子。

實驗發現,彈尾蟲只會受到帶有鏈黴菌的細菌菌落吸引。沒有鏈黴菌的菌落,對彈尾蟲沒有吸引力;鏈黴菌也無法吸引其他節肢動物與昆蟲。進一步的實驗發現,彈尾蟲的觸角在接觸到鏈黴菌釋放出的土臭素與2-MIB時,會產生電流。

研究團隊發現,鏈黴菌在形成孢子時,會合成更多的土臭素與2-MIB來吸引彈尾蟲取食。當彈尾蟲取食鏈黴菌時,孢子們便會黏附在彈尾蟲的臉上與身上,如此一來鏈黴菌便可搭彈尾蟲的順風車,將自己散播的更遠。

參考文獻:

Developmentally regulated volatiles geosmin and 2-methylisoborneol attract a soil arthropod to Streptomyces bacteria promoting spore dispersal. Nature Microbiology.

來自植物的天然藍色染料:甜菜藍(BeetBlue)

藍天白雲叫人心情舒暢,但天然的藍色染料並不多。許多藍色的染料含有有毒化合物如鉛或汞。

來自植物的藍色染料則更少。雖然有些植物可以開出藍色的花,但這些植物內含的藍色化合物卻不穩定,很容易分解。

最近聖保羅大學的研究團隊發現,可以把甜菜裡面的色素(betalamic acid (HBt) 與 2,4-dimethylpyrrole (2,4-dmp))經過化學反應改造後,產生穩定而無毒性的藍色色素。研究團隊將這個色素取名為「甜菜藍」(BeetBlue)。

之前曾介紹過甜菜裡面有血紅素,未來或許可開發為人類血紅素的代替品。現在又有科學家發現,甜菜的色素可以經過化學反應改造為安全又穩定的藍色色素。甜菜的用途大矣哉!

參考文獻:

A metal-free blue chromophore derived from plant pigments. Science Advances.

針葉樹(conifers)最能吸收噪音

都市裡面該種什麼樹好呢?有些人會說要種常綠樹,不大會掉葉子的;也有人說要種樹姿優美的木本植物,可以為都市增添風景。

都市裡該種什麼樹是門大學問,記得在美國因為考量到花粉的問題,有些都市只種母的樹不種公的樹。種下會開花的樹,如台南的黃花風鈴木,在開花時整條路一片金黃也非常美;台灣欒樹在開花的時候也自有一番風景。

中學時代仁愛路上都是木棉,木棉開花時總不免會想到那首膾炙人口的「木棉道」。不過近年來也有人注意到,都市裡面種的樹似乎也該兼顧到生態,也因此林務局篩選了106種原生植物提供給縣市政府在種植行道樹時可列入考慮,如此一來就不會造成種樹時反而破壞生態的問題了。

最近的一項跨國的研究,提出了種樹的時候也可以把樹木對噪音的吸收能力列入考量。測試後發現,針葉樹,尤其是針葉樹中的落葉松(larch),對噪音的吸收能力是最好的。

或許我們也該測試一下台灣的本土樹種,看看到底哪些種類吸收噪音的能力比較好?

參考文獻:

Sound absorption by tree bark. Applied Acoustics.

新生質能源:藍色龍舌蘭(Agave tequilana)

雪梨大學的研究發現,在缺水地區想要生產生質能源,可以種植藍色龍舌蘭(Agave tequilana)。

過去常用來生產生質酒精的植物原料,包括了玉米與甘蔗。但這兩種作物都不能在缺水的地區生長。事實上,缺水的地區想要種植任何農作物本來就很困難。

但用來生產龍舌蘭酒(Tequila)的藍色龍舌蘭原本就是乾旱地區的植物,所以在缺水地區生長一點問題也沒有,也不需要灌溉。

除了可以生產生質能源,藍色龍舌蘭所生產的酒精當然也可以用來消毒。這對最近新冠肺炎的疫情來說也是很好的。

參考文獻:

Xiaoyu Yan, Kendall R. Corbin, Rachel A. Burton, Daniel K.Y. Tan. Agave: A promising feedstock for biofuels in the water-energy-food-environment (WEFE) nexus. Journal of Cleaner Production, 2020; 261: 121283 DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.121283