髓鞘細胞（bundle sheath cell）有運輸功能！

 

C4植物（玉米）的葉片橫切圖。圖片來源：維基百科

C3植物與C4植物有許多不同之處，其中一個就是C4植物具有髓鞘細胞（bundle sheath cell，上圖紫色）：一圈圍繞著維管束帶有許多葉綠體的細胞。過去的研究發現C4植物在葉肉細胞（上圖綠色）中將二氧化碳與磷酸烯醇丙酮酸（PEP，phosphoenolpyruvate）合成為草醯乙酸（OAA，oxaloacetate），再運送到髓鞘細胞中進行碳反應（Calvin cycle），將二氧化碳轉為三碳糖，再轉為葡萄糖或果糖等六碳糖。

最近的研究發現，葉片背面篩管的糖運輸蛋白（sugar transporter）在C3植物與C4植物之間有不同的作用。在C3植物如阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana），這些糖運輸蛋白會把糖從篩管直接運輸到旁邊的伴細胞（companion cell）；但是在玉米（Zea mays）中，這些糖運輸蛋白卻是將糖運輸到旁邊的髓鞘細胞中。比較這兩者，研究團隊發現玉米運輸糖的效率比阿拉伯芥好。

過去對於到底為什麼C4植物利用光能的效率比C3高，一直都不是非常瞭解。這個研究或許可以幫我們進一步地瞭解，為什麼C4植物利用光能的效率比C3更好。如果可以深入瞭解這個機制，或許可以進一步地去改善C3植物利用光能的效率。

參考文獻：

Margaret Bezrutczyk, Nora R. Zöllner, Colin P. S. Kruse, Thomas Hartwig, Tobias Lautwein, Karl Köhrer, Wolf B. Frommer and Ji-Yun Kim. Evidence for phloem loading via the abaxial bundle sheath cells in maize leaves. The Plant Cell, 2021 DOI: 10.1093/plcell/koaa055