氧化三甲胺（TMAO）：植物的新抗壓分子

氧化三甲胺（TMAO，Trimethylamine N-oxide）是三甲胺形成的N-氧化物，可在甲殼類與海水魚中發現。過去發現，氧化三甲胺可以防止水壓將蛋白質產生變形而失去功能；最近的研究發現，氧化三甲胺可由腸道中的菌叢利用紅肉中的左旋肉鹼（L-carnitine）產生，會促進巨噬細胞堆積在血管壁、抑制膽固醇回收路徑、增強血小板凝集活性，可能進而導致粥狀動脈硬化與血管栓塞的形成，增加罹患心臟病的風險。也是因為這樣，所以食用紅肉被認為有害心血管。

最近的研究發現，氧化三甲胺不只對動物有影響，對植物也有影響。植物的含黃素單加氧酶（FMO，flavin-containing monooxygenase）會合成氧化三甲胺，在植物中也擔任在動物中類似的功能，防止因滲透壓改變而造成蛋白質變形；因此氧化三甲胺對於植物在低溫、乾旱、高鹽等壓力下，都可以協助植物抵禦壓力。

但是氧化三甲胺在植物中的功能不止於此！研究團隊目前測試了阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）、番茄、圓葉煙草、大麥與玉米都可測到氧化三甲胺，其中尤其大麥特別高。在低溫、乾旱、高鹽的狀況下，番茄、圓葉煙草與玉米的氧化三甲胺都上升，而低溫與乾旱下會出現氧化三甲胺上升的現象。在番茄中外加氧化三甲胺，會使它對低溫、乾旱、高鹽狀況的抵抗力，也會使得與壓力相關的基因表現改變。

在阿拉伯芥中高量表達負責產生氧化三甲胺的含黃素單加氧酶，會使植物230個與壓力相關的基因的表現改變，其中有184個表達上升。這些基因與外加氧化三甲胺的實驗結果重疊。但含黃素單加氧酶表現上升卻測不到氧化三甲胺在植物內的濃度上升，這是未來需要進一步觀察的部分。

參考文獻：

Trimethylamine N-oxide is a new plant molecule that promotes abiotic stress tolerance BY RAFAEL CATALÁ, ROSA LÓPEZ-COBOLLO, M. ÁLVARO BERBÍS, JESÚS JIMÉNEZ-BARBERO, JULIO SALINAS SCIENCE ADVANCES19 MAY 2021 : EABD9296

留言

這個網誌中的熱門文章

關於蕃薯，你知道你吃的是什麼品種嗎？

蕃薯（ Ipomoea batatas ）從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料，最後在養生的風潮下，再度躍上餐桌，成為美食，可有人關心過，我們吃的蕃薯是什麼品種嗎？圖片來源：農委會上面這張照片裡的蕃薯，中間的TN57與TN66，就是台農57號與台農66號，是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔！台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種（Nancy hall）雜交育成。它黃皮黃肉，目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟，適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四～十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去，協助他們解決糧食問題呢！至於台農66號呢，就是所謂的紅心蕃薯啦！台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出，1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣，幾乎全年皆可栽種，秋冬作五個月可收穫，春夏作四個月就可以收穫囉！最右邊的台農73號，就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦！它是在1990年以台農62號（♂）x清水紫心（♀）雜交後，在2002年選拔出優良子代CYY90-C17，並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色，所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素，具抗氧化功用。至於常吃的蕃薯葉，則是以桃園2號與台農71號為主，這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃，而且莖葉不易倒伏，方便農民採收喔！如果您愛吃的是蕃薯的加工食品，如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥，其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔！參考文獻：蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。行政院農委會。甘藷主題館。

閱讀完整內容

怎麼辦到的？變形藤（Boquila trifoliolata）模仿塑膠植物

左：原來的葉片。右：模仿的葉片。圖片來源：期刊之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」（ Boquila trifoliolata ），它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它為了減少自己被吃，發展出奇妙的變形能力：爬到誰身上就長得像誰。後來在2021年發現，它不只是形狀學得像，連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢？是寄主植物釋放了揮發性化合物？還是寄主植物跟它進行了基因的交換？還是它真的能「看」？研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物，這樣就可以排除前兩個因素了。結果「變形藤」還是學得維妙維肖，而且，一個月以後，它還學得更像。難道它真的會「看」嗎？只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。參考文獻： White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

閱讀完整內容

光合作用（photosynthesis）釋放氧氣，氧氣來自於水

圖片來源：維基百科說真的，我雖然有時候也會寫一些「老」發現，但是像這樣幾乎每一本生物教科書與植物生理學教科書都會提到的事情，我還真的沒有想過要寫。事情是這樣開始的。 2024年的6月1日下午，我收到記者的信息，內容如下：今天北市教甄題目出現「植物行光合作用釋放出氧，氧來自何者？選項有A二氧化碳、B水、C葡萄糖、D空氣中的氧。」但答案是A的爭議，想請問現在能就這個題目跟您進行簡短採訪釋疑嗎？我一看之下大驚失色，答案怎麼會是A呢？當然是B。但是，說話要有證據，於是我就去查了幾本書，再加上網友的協助，最後得到的答案如下：在1931年時，當C. B. van Niel（1897-1985）觀察光合細菌（包括紫硫菌與綠硫菌）時，因為這兩種細菌利用硫化氫（H 2 S）與二氧化碳為原料，產生元素硫，所以他就提出「光合作用的氧氣來自於水」的假說。他的假說，在1941年，由Ruben等人以同位素氧18標定的水或二氧化碳確認，光合作用放出來的氧氣是來自於水。答案是B才對啊！所以我就發了一篇短文說明。沒想到，後來看到的新聞竟然是：圖片取自顏聖紘老師臉書只能說真的蠻失望的。然後我點進去看了一下幾個新聞，老師堅持不改，這讓我覺得很失望；但更好笑的是，教育局說他們「尊重專業」，所以老師說不改就不改。什麼時候，「尊重專業」可以這樣用了？難道Ruben等人的實驗就可以不算？於是我就去挖出了Ruben等人的論文。 Ruben等人 (1941) 使用氧的同位素 (O 18 ) 作為追蹤劑，探討了光合作用中氧氣的來源。他們把綠藻 (Chlorella) 懸浮在含有重氧水 (H 2 O 18 ) 和一般碳酸氫鉀 (KHCO 3 ) 的溶液中。實驗結果顯示，釋放出的氧氣中的 O 18 /O 16 比例與水中的比例相同。另外，當藻類在含有O 18 標記的二氧化碳 (CO 2 ) 和一般的水 (H 2 O) 中進行光合作用時，釋放出的氧氣中並沒有檢測到O 18 。所以，實驗結果顯示：氧氣來自於水，而不是二氧化碳。我其實很好奇，北市教甄出題的老師不改答案的理由是什麼？難道他自己做實驗發現氧氣來自於二氧化碳嗎？如果這樣，那可真的是諾貝爾等級的發現，應該趕快聯絡Nature或Science來發表啊！為什麼只有在教甄的答案上發表呢？如果是弄錯了，那改一...

閱讀完整內容

老葉的植物王國

搜尋此網誌