與植物「聊天」？打燈號？

 

圓葉菸草。圖片來源：維基百科

今年年初，一篇關於植物會「叫」的文章引起了許多人的注意，但是有沒有可能與植物交談呢？

最近的一篇研究，或許提供了這個可能性。只是，他們不是用「講」的，是用不同顏色的光來給植物信號。

這件事情說來容易做來難，最主要的原因是因為植物是光和自營生物，光的強弱與光的顏色對植物來說本來就很要緊，所以植物都有內建一群光受器（photoreceptor），對各種不同顏色的光線進行反應：如感應紅光與紅外光的光敏素（phytochrome）、感應藍光與紫外光的隱花色素（cryptochrome）、感應藍光的向光素（phototropin）以及感應短波紫外光的UVR8。

這群英國的科學家們，為了要繞過這些已經存在的植物光感應系統，找了美國加州大學戴維斯分校的Clark Lagarias老師合作。

Lagarias老師建議用原生生物的CcaS-CcaR系統，這個系統是「紅燈停，綠燈行」，由於高等植物並不需要綠光，也不感應綠光，所以這樣就可以不啟動植物原有光感應系統，達成與植物交談的目的了。

有趣的是，在把這個新系統植物圓葉菸草後，卻發現藍光居然也可以關閉這個系統！進一步分析後發現，原來CcaS這個基因含有與向光素有相似性的序列，而他們的實驗無意中啟動了這部份。

他們把這個新系統稱為Highlighter系統。這個系統可被白光、綠光啟動，無光的時候也有活性，藍光則可以把它關閉。奇妙的是，紅光竟然也可以啟動它。不管怎麼說，科學家們已經啟動了與植物「談談」的第一步，接下來就要繼續努力，看看能不能直接告訴植物更多信息，而植物也都能成功收到了。

參考文獻：

Bo Larsen, Roberto Hofmann, Ines S. Camacho, Richard W. Clarke, J Clark Lagarias, Alex R. Jones, Alexander M. Jones. Highlighter: An optogenetic system for high-resolution gene expression control in plants. PLOS Biology, 2023; 21 (9): e3002303 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002303