跳到主要內容

番茄的隱藏英雄：Nrc2和Nrc3

 

圖片來源：維基百科

在番茄的世界裡，有一群特別的保衛者負責守護這些紅彤彤的果實，保護它們不被病菌等侵害。科學家最近發現了兩位超級保衛者——Nrc2和Nrc3，他們是番茄免疫系統裡非常重要的成員。

要了解Nrc2和Nrc3的工作，我們得先知道植物的免疫系統有一群蛋白質叫NLR，就像城堡的守衛，專門保護植物不被病原體攻擊。Nrc2和Nrc3屬於這個大家庭，但他們的工作比較特別，不直接和病菌戰鬥，而是幫助其他蛋白質做好準備，迎接病菌的來襲。

番茄裡一共有六位這樣的助手，Nrc1到Nrc4c。他們會和其他蛋白質一起合作，像組成了一支超級英雄團隊，共同對抗各種病菌，無論是細菌、病毒還是其他小壞蛋。

科學家通過一些實驗，讓某些番茄缺少了Nrc2或Nrc3，然後觀察這些番茄如何和病菌抗衡。結果發現，如果缺少了這兩位超級保衛者中的任何一位，番茄就特別容易生病。特別是當缺少了Nrc2和Nrc3時，番茄對抗病菌的能力就會大大下降，這告訴我們Nrc2和Nrc3在保護番茄方面非常非常重要。

而且，這兩位保衛者還和其他一些重要的蛋白質有合作關係。其中一個合作夥伴是Prf/Pto複合體，這是一個特別的團隊，負責辨識病菌並發出警報，讓植物做好抵抗病菌的準備。Nrc2和Nrc3和這個團隊的合作顯得特別重要。

科學家還發現，當番茄同時缺少Nrc2和Nrc3時，它們抵抗病菌的能力會和缺少Prf一樣差。這意味著Nrc2和Nrc3在幫助番茄抵抗病菌方面起著非常重要的作用。

這項研究讓我們對番茄如何保護自己有了更深的了解。更重要的是，它向我們展示了一條可能的道路：通過基因工程或傳統的育種技術，我們或許能培育出更能抵抗病菌侵害的番茄品種。科學家正在努力研究Nrc2和Nrc3的具體作用，希望未來能讓番茄和其他作物更加強壯，更好地保護自己。

參考文獻：

Zhang N, Gan J, Carneal L, González-Tobón J, Filiatrault M, Martin GB. Helper NLRs Nrc2 and Nrc3 act codependently with Prf/Pto and activate MAPK signaling to induce immunity in tomato. Plant J. 2024 Jan;117(1):7-22. doi: 10.1111/tpj.16502. Epub 2023 Oct 16. PMID: 37844152.
標籤：

留言

張貼留言

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 。
張貼留言
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.
張貼留言
閱讀完整內容

光合作用的循環電子傳遞（cyclic electron flow）的調節

  圖片來源：維基百科 光合作用（photosynthesis）分為光反應（light reaction）與碳反應（Calvin-Benson cycle）。其中光反應為將陽光的光能轉換為化學能（ATP）與電子（NADPH）的過程。光能由光系統I或光系統II接收並轉換為電子進行傳遞，傳遞的過程中部分的能量被細胞色素b6f複合體（cytochrome b6f complex）擷取，提供植物將氫離子（H + ，proton）由葉綠體的基質（stroma）運輸到類囊體腔（thylakoid lumen）中，製造氫離子梯度（proton gradient），以提供ATP合成酶（ATP synthase）用來合成ATP；電子本身最後被傳送給NADP，產生NADPH用來在碳反應中做為還原電子使用。 上述的過程（稱為線性電子傳遞linear electron flow）並非光反應唯一會進行的反應。除了線性電子傳遞，植物也會進行所謂的循環電子傳遞（cyclic electron flow）：電子在由光系統II→細胞色素b6f複合體 →光系統I之後，不將電子運送給Fd-NADP + 還原酶來產生NADPH，而是將電子送給一個Fd-PQ還原酶。由於接著Fd-PQ還原酶會把電子交還給細胞色素b6f複合體，所以被稱為循環電子傳遞。 循環電子傳遞到底有什麼樣的功能，目前還沒有定論。有些科學家認為植物用它來調節能量（ATP）與電子（NADPH）的產生比率，也有些科學家認為循環電子傳遞有保護植物免於被過量光能傷害的功能。不管怎麼說，近年來的研究卻發現了幾個基因與循環電子傳遞的調節有關。 第一個被發現的基因是 PGR5 （PGR=protein gradient）。缺少 PGR5 的阿拉伯芥無法形成氫離子梯度，也就是說 PGR5 為光反應所必須。但是 PGR5 長得一點都不像電子運輸蛋白，這就引起了科學家們的興趣。 後續的研究發現了另一個基因稱為 PGRL1 （PGR5-like 1）。研究團隊發現，缺少 PGRL1 會造成 PGR5 不穩定，但缺少 PGR5 並不會影響 PGRL1 的穩定性。 最近又發現了另一個基因 PGRL2 。研究團隊發現，缺少 PGRL2 對光合作用沒有影響，但是在植物中過量表現 PGRL2 會使 PGR5 的穩定性下降。同時缺少 PGRL2 與 PGRL1 的植...
張貼留言
閱讀完整內容