觸摸反應（thigmomorphogenesis）：植物的敏感反應

 

圖片來源：ChatGPT

大家都聽過那首有名的民歌《蘭花草》：「我從山中來，採得蘭花草，種在小園中，期待花開早。一日看三回，看得花時過；蘭花卻依然，苞也無一個。」雖然不知道植物喜不喜歡被看，但是許多研究都發現，植物並不喜歡被摸喔！為什麼？因為通常「摸」它們的人，都是要摘、吃、啃、踩它們，所以當然不喜歡被摸啦！

植物，雖然不會動，但它們擁有對外界刺激作出反應的驚人能力。當植物，如阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）遭受觸摸時，會發生一系列生理和形態上的變化，這一過程稱為觸摸形態發生（thigmomorphogenesis）。阿拉伯芥等植物在遭到觸摸後，會表現出明顯的形態改變，例如葉片直徑變小、開花延遲等。

基因表達的改變
觸摸會引起植物基因表達的顯著改變。研究發現，僅在觸摸後30分鐘內，就有數百個基因表現出現變化。這些基因包括與鈣信號（例如TCH基因）相關的基因，這表明鈣在觸摸感應中扮演關鍵角色。此外，植物對觸摸的反應還涉及蛋白質磷酸化，這是一種調控細胞功能的重要方式。

鼎鼎大名的賀爾蒙：茉莉酸與乙烯
在植物對觸摸的反應中，兩種植物賀爾蒙發揮著重要作用：茉莉酸（JA）和乙烯（ethylene）。茉莉酸途徑在植物觸摸反應中有正向調節作用。當JA的合成或感知受阻時，植物對觸摸的反應會減弱。另一方面，乙烯被證實是觸摸形態發生的負調節因子。研究發現，乙烯不敏感的突變體對觸摸的反應更為敏感。

乙烯途徑如何作用？
研究表明，乙烯信號途徑透過一種名為EIN3的轉錄因子來調節觸摸反應。EIN3能夠直接結合並抑制GA2ox8基因的表現，這個基因負責生長素（auxin）的分解。這意味著當EIN3的活性增強時，它會抑制生長素分解，從而對抗觸摸所引起的形態變化。

總結
在阿拉伯芥的觸摸反應中，我們看到了一個精密的分子網路。這個網路涉及到基因表現的大規模改變、茉莉酸和乙烯這兩種關鍵賀爾蒙的相互作用，以及它們如何通過調節特定基因來影響植物的生長和發育。這不僅顯示了植物對環境變化的靈敏反應，也顯示了植物體內複雜的調節機制。

參考文獻：

Lei Wang, Canrong Ma, Shuanghua Wang, Fei Yang, Yan Sun, Jinxiang Tang, Ji Luo, Jianqiang Wu, Ethylene and jasmonate signaling converge on gibberellin catabolism during thigmomorphogenesis in Arabidopsis, Plant Physiology, 2023;, kiad556, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad556