老葉的植物王國

  長壽花。圖片來源： 維基百科 長壽花（ Kalanchoë blossfeldiana ）大家一定很熟悉，過年前後在花市很容易看到它們。小時候看到的是單瓣，近幾年來也有重瓣長壽花問世，蠻受歡迎。不過，長壽花其實是原產於馬達加斯加，最早有紀錄的文獻出現於1934年。它的屬名「Kalanchoë」是來自於「伽藍菜 gāláncài」。 這麼普通的植物，卻有一個神奇的技能：它可以同時進行C3與CAM代謝。有些植物可以在C3與CAM代謝之間轉換（如冰花 Mesembryanthemum crystallinum ），但是要同時進行兩種代謝形式，我倒是沒聽過。 過去的研究發現，長壽花的成熟葉可以進行CAM代謝，嫩葉則只進行C3代謝。既然說成熟葉「可以」進行CAM代謝，意味著它也不必然一定會。 什麼因素可以讓它的成熟葉進行CAM代謝呢？最近的研究發現總共有三個因素：乾旱、離層酸（ABA）、葉片老化。 研究團隊發現，隨著葉片老化，CAM基因的表現量也跟著上升。研究團隊發現，當長壽花長出第9對葉片時，從底部數起的第3對葉片開始出顯顯著的CAM基因表現。研究團隊觀察到核心CAM基因表現（如PEPC和PPCK）的顯著增加。 PEPC是磷酸烯醇丙酮酸（PEP）羧化酶（PEP carboxylase），負責將重碳酸根加到磷酸烯醇丙酮酸上，是C4與CAM植物固碳的第一個步驟；而PPCK負責磷酸化PEPC，使PEPC活性上升，可以抓更多的碳。 除了老化之外，乾旱以及外加的離層酸，都可以讓長壽花的CAM基因表現量上升；另外，研究團隊還發現，短日照和氮素缺乏也可以誘導長壽花表現 CAM 相關基因。 透過一種新的定序分析方法，研究團隊發現長壽花的嫩葉與成熟葉在黃昏時的基因表現差異相當大，主要是與CAM代謝相關的基因出現不同。他們發現，成熟葉片共有685個基因在黃昏時表現量上升，而另外的1491個基因表現量下降。這些表現量上升的基因，許多都與CAM代謝有關。這些表現量上升的基因，也包括了澱粉分解途徑的基因，意味著CAM植物的確在夜間會分解澱粉。 而在黃昏時表現量下降的1491個基因，包括了與光合作用的光反應、電子傳遞鏈、醣解作用、檸檬酸循環、壓力反應與信息傳導等基因，顯示植物在晚上因為光線狀況變化所產生的因應措施。植物降低這些方面的活動，但是提升與CAM代謝途徑相關的活動，讓固碳

  圖片來源： PNAS 種田，就是要跟各種各樣的生物搶吃的。「種豆南山下，草盛豆苗稀」」並不是只有草的問題而已，豆苗稀可能是因為蟲害造成豆苗長得不好。 當然，使用農藥（殺蟲劑）可以控制蟲害，讓作物的產量提升；可是隨著農藥的使用，許多蟲對農藥都發展了抗性。這時候，只好使用一些比較難讓蟲兒們發展出抗性的東西，如黏蟲板（sticky trap）。 但是黏蟲板會「玉石俱焚」--益蟲害蟲全部一起黏，這些益蟲也包括授粉者；這樣的狀況對作物的收穫會造成非常大的影響。 所以，要怎麼辦呢？ 荷蘭的研究團隊，從植物的腺毛（glandular hair）得到了靈感，想到：如果可以製作能產生夠小的顆粒的油滴，模仿腺毛把小蟲黏住，是不是就可以有效滅蟲？ 他們試驗了幾種油，包括米糠油（rice germ oil）、亞麻籽油（linseed oil）和橄欖油（olive oil）​。把這些油加上增稠劑、介面活性劑以及穩定劑。然後，他們把配好的溶液用農業用的噴霧器噴在培養皿以及活體植物上測試，看看這些配方哪些對於黏住花薊馬（Frankliniella occidentalis）最有效。 結果發現，使用米糠油的配方最有效。他們發現，能產生1-1.4毫米大小顆粒的配方在45小時內對花薊馬的黏附效果最佳，其死亡率（60%）顯著高於對照組（未處理顆粒）。而且，這個配方並沒有對植物造成明顯的傷害。 不過，為了讓米糠油有足夠的黏性，研究團隊把米糠油在90°C下加熱11.5天，並通入壓縮空氣進行氧化。處理後的油會冷卻至室溫，然後再加入藻酸鈉（alginic acid sodium salt，增稠劑）、非離子分子介面活性劑F108以及交聯的藻酸鈣（CaCl 2 ，穩定劑）。 這些物質在溶液中的濃度是：氧化的米糠油5%、增稠劑2%、介面活性劑0.25%、穩定劑1%，與總體積比為2:9。 這個配方儲存18個月後仍能保持黏性。米糠油是經濟實惠的原料，在工業上已被廣泛使用。此外，製備配方需要的氧化處理和研磨，都是常見的實驗室設備和技術，意味著這些步驟在工業生產中是可行的。或許可以考慮在進一步研究這些材料的生物分解性以及對其他昆蟲（如捕食蟎和授粉者）的潛在影響、確認可行後將之商品化，來消滅那些討厭的害蟲。 參考文獻： PNAS. 2024. https://doi.org/10.1073/pnas

  圖片來源： 維基百科 有許多病毒可以感染植物。過去的研究發現，大部分的病毒都有所謂的「移動蛋白」（movement protein），幫助他們在植物體內完成「流毒無窮」的工作。這些移動蛋白非常多樣，作用的機制也個個不同[1]。 但是，既然我們一開始就說是「大部分」病毒有移動蛋白，這就意味著還是有小部分的病毒沒有移動蛋白。那麼，這些沒有移動蛋白的病毒，又如何在植物體內「開枝散葉」呢？ 最近的一個研究[2]，讓我們明瞭了這類病毒的一些手段。 我們的主角是柑橘黃脈相關病毒1和2（CY1和CY2）。研究團隊分析了CY1和CY2的基因體，發現它們缺少傳統的移動蛋白基因。 缺少移動蛋白，但是它們還是可以感染植物。於是研究團隊再仔細看了一下這兩隻病毒。 結果發現，其中的CY2有個稱為 ORF5 的基因，跟移動蛋白有點像。他們研究了一下發現，這個基因並不是病毒的必須基因（也就是說，沒了它，病毒還好好的），但是有了它植物感染的症狀出現得更早，意味著它可能有助於加速病毒在植物體內的傳播；另外，在有它的狀況下，可以在植物體內偵測到病毒樣顆粒，顯示它可能參與病毒顆粒的組裝或穩定病毒顆粒的結構。 而CY1則連有點像移動蛋白的基因都沒有。研究團隊認為，會不會CY1借用了宿主的蛋白質呢？畢竟草船借箭這種行為病毒常常做。 於是研究團隊把病毒的基因體用放射性同位素標定，然後用它去跟植物的蛋白質結合，看看哪個植物蛋白質可以跟它結合。 結果找到了一個稱為PP2（phloem protein 2）的蛋白質。為了測試PP2是不是與病毒移動有關，研究團隊使用病毒誘導基因沉默技術，把PP2的表現降低。結果發現，當PP2表現被抑制時，CY1病毒在植物體內的累積也跟著明顯降低，意味著PP2在病毒移動中的重要性。 所以，對於如CY1與CY2這類沒有移動蛋白的植物病毒，他們還是想方設法讓自己可以在植物體內「開枝散葉」，達成「流毒無窮」的目的，真的太厲害啦！ 參考文獻： [1] Ana, Butković., Valerian, V., Dolja., Eugene, V., Koonin., Mart, Krupovic. (2023). Plant virus movement proteins originated from jelly-roll capsid proteins. PLO

  Cyanobium bacillare。圖片來源 能夠進行光合作用的生物，包括了植物與細菌。可不要小看小小的細菌，它們所進行的光合作用，佔了所有光合作用的一半喔！ 但是，光合作用需要陽光、二氧化碳、水這三種原料。陽光只要太陽出來就可以了，水與二氧化碳則需要從環境中吸收。 對植物來說，它們有葉片，可以幫助它們把二氧化碳（大氣中的以及自己進行呼吸作用產生的）關在葉片裡，提高二氧化碳的濃度，讓光合作用的效率提升。但是單細胞的光合細菌（包括細菌與藍綠菌），要怎麼濃縮二氧化碳呢？ 細菌們還是有一些小撇步的。有些細菌（如某些藍綠菌）有α-羧體（α-carboxysome）可以幫忙它們抓到需要的氣體；另外的一些細菌（部分藍綠菌與proteobacteria）則有β-羧體（β-carboxysome），也承擔著類似的功能。它們主要的不同是在於它們裡面的「魯必斯科」（RuBisCo）--這個負責把二氧化碳變成糖的酵素。 除了「魯必斯科」，α-羧體裡面還有碳酸酐酶（CA，carbonic anhydrase），負責加速二氧化碳和碳酸氫鈉之間的轉換，從而提高羧體內的二氧化碳濃度，提升光合作用效率；另外還有負責控制物質進出的外殼蛋白以及對碳酸酐酶與「魯必斯科」活性很重要的鋅和鎂等金屬離子。 最近有一群科學家發現， Cyanobium sp. PCC7001（以下簡稱PCC7001）這種藍綠菌所有的α-羧體很特別。怎樣的特別呢？ 原來，PCC7001的α-羧體裡面的碳酸酐酶的活性，可以被「魯必斯科」的受質（RuBP）調節。研究團隊發現碳酸酐酶可以與RuBP形成一個晶體，這個晶體的結構分析以後發現，RuBP坐在碳酸酐酶接口附近的正電荷口袋內，與碳酸酐酶形成氫鍵。 酵素動力學的實驗發現，RuBP以濃度依賴的方式活化碳酸酐酶，由於它不是去佔領碳酸酐酶的反應活化位址，這樣的現象被稱為「異構調節作用」（allosteric regulation）。 研究團隊覺得這個現象非常有趣，但是，是否所有的羧體（α-羧體與β-羧體）都有呢？ 首先，研究團隊發現，RuBP與碳酸酐酶的結合位置具有高度的專一性，這種結合位置在化學自營型細菌的碳酸酐酶中沒有觀察到。這顯示了這種特殊的調節機制，可能只在α-羧體中存在。 其次，透過對相關蛋白質序列和結構的分析，研究團隊發現與RuBP相互作用的特定

  圖片來源：維基百科 發源於地中海區域的花椰菜（cauliflower， Brassica oleracea L. var. botrytis ）是甘藍家族中唯二專門產生可吃的花的蔬菜（另一個是青花菜）。雖然對台灣人來說，可能比較熟悉的就是花椰菜而不是青花菜（broccoli），但是在歷史上，青花菜是老大哥，花椰菜是小老弟。甘藍家族大約在公元前六世紀被希臘人馴化，青花菜在羅馬帝國時期已經出現；而花椰菜的出現，還要再等個幾百年。 雖然花椰菜可能是青花菜的白化種，但是兩種菜的採收時機並不相同。花椰菜要在花苞與花梗尚未分化之前就採下，而青花菜則是取食它的花莖與花蕾球，所以要等到花苞出現才能採收喔！仔細用放大鏡來看，就可以看到青花菜有很完整的花苞構造，但是花椰菜並沒有。也因為這樣，英文都是用「curd」這個字來形容花椰菜的「花球」。 由於大家在挑選花椰菜時，總是會挑選花球構造緊密的，所以能長出緊密花球的品系，當然就是農夫的心頭好。最近有一個大規模的花椰菜基因研究就發現，原來決定花椰菜的花球形狀的基因，不是一個、也不是兩個、而是三個。 中國的研究團隊，建立了一個包括971個不同花椰菜及其近親種的全面性基因體變異圖譜。他們使用了69,275個分子標誌（SNPs）來建構花椰菜及其近親種的最大概似（ML）樹，從而探討了不同花椰菜亞種之間的演化關係。 研究團隊發現，對於花球形成，有三個MADS-box基因（ CAULIFLOWER1 、 CAL2 和 FRUITFULL ）扮演了重要的角色，對花球的形成有正向的影響。其中 CAULIFLOWER1 ( CAL1 ) 和 CAL2 與阿拉伯芥（Arabidopsis）的 APETALA1 ( AP1 ) 有相似的功能：調控花序的形成。在花椰菜中， CAL1 和 CAL2 被認為是促使花序形成花球而不是正常花朵的關鍵因素。它們影響花序分生組織（inflorescence meristem），導致其形成緊湊的、未開花的花球結構。而 FUL2 在阿拉伯芥中控制花序分生組織的停止生長和壽命。在花椰菜中， FUL2 的作用類似，它調控花序分生組織的發育，從而影響花球的形成和成熟。研究團隊發現， FUL2 的表現產生變異時，可能會進一步影響花球的密度和大小，這對花椰菜的品質和產量具有直接影響。 除了這三個基因，研究團隊還

  歐洲赤松。圖片來源：維基百科 種樹不比種花。種花可以「一日看三回」，可以每天幫它澆水、施肥，種樹，尤其是造林，施肥或許還辦得到，澆水就比較為難了。 所以，種樹造林一定要慎選地點與樹種，免得一番功夫全部白費。 但是，在氣候變遷正在發生的此時此刻，過去的經驗可能完全派不上用場。還好，隨著科技進步，我們可以用先進的科技收集更多的數據。 最近的一個研究，就是使用了所謂的航空雷射掃描（ALS，Airborne Laser Scanning）來進行，以10 m x 10 m的方格來掃描，取得數據。 研究團隊選取了位於瑞典北部的Krycklan Catchment，一處總面積68平方公里的人工林地。 除了用航空雷射掃描，他們也在田間進行實地調查，包括樹木測量和土壤樣品分析。他們根據地景位置和植被分布模式，對樹木生長地的土壤進行了分類，這些分類反映了不同的土壤水分條件。 除此之外，他們還收集了如深度水指數（Depth to Water index, DTW）和地形濕度指數（Topographic Wetness Index, TWI）等地形指數（Terrain Indices），來模擬土壤水分條件。 這個區域的森林覆蓋率為87%，主要由三種樹種組成：歐洲赤松（Scots pine, Pinus sylvestris ），佔63%；挪威雲杉（Norway spruce, Picea abies ），佔26%；還有散佈在前兩者之間的白樺 （ Betula pendula ） 和毛白樺 （ Betula pubescens ）。 歐洲赤松偏好排水良好的沙質或砂質土壤。它能耐旱且對排水不良的土壤比較敏感；挪威雲杉對潮濕的條件有更好的耐受性，但仍然偏好排水良好的土壤；兩種白樺則比較能夠適應多樣的生長條件，包括潮濕土壤。 總體來說，這些樹種通常更適合於中等到稍潮濕的土壤條件，並且排水狀況良好是它們健康生長的重要條件。極端的潮濕或水淹條件都可能對它們造成壓力，降低生長速率和生產力。 研究團隊在2015與2019年做了兩次調查，結果發現，中等水分條件的區域顯示出最高的林木生產潛力；而當土壤水分增加時，樹木生長明顯的下降。 考慮到這些樹種並不特別耐濕，這樣的結果並不出人意料。不過，從2015到2019，中間當然發生了很多事件，只用這兩個時間點的數據來推論，個人覺得好像有點

  水晶蘭。圖片來源： 維基百科 植物的種子傳播有許多種方法：放水流、隨風飄、黏TT都是很常見的作法，但也有些植物，是靠著被吃掉以後，「酒肉穿腸過，我佛留心頭」，最後臭哄哄地降落在另一個新地點。 不過，這種所謂的「內攜傳播」（Endozoochory），過去的研究幾乎都是脊椎動物擔任便車；畢竟脊椎動物體型比較大，比較可能把種子整個吞下去。種子如果被嚼碎了，當然就沒機會發芽啦！ 不過，種子有很大的，也有很小的。很小的種子，會不會也有很小的動物來吞它，然後讓它們搭便車到遠處呢？ 最近日本的研究發現，還真有。 我們的主角是「水晶蘭」（ Monotropastrum humile ）。水晶蘭是一種寄生植物，完全不含葉綠素；它會產生肉質的果實與非常細小的種子。多小呢？跟灰塵一樣小。 研究團隊在北海道札幌的森林中架設了數位相機，紀錄下所有在結果季節（7 月下旬至 8 月上旬）與水晶蘭有互動的生物。他們在276.75小時的監測中共拍攝了9291張照片。 研究團隊發現，突灶螽（ Diestrammena japanica ）以及灶馬（ D. brunneri ）是胃口最好的，大部分（50%）的種子都被牠們吃掉。另外， Eparchus yezoensis 與 A. harmandi 也吃得不少。而鼠婦（ Porcellio scaber ）通常是成群的來吃。除此之外，還有加勒比狂螞蟻（ Nylanderia avipes ）也很喜歡水晶蘭的果實。 然後，研究團隊進行了餵食實驗。他們把50顆種子與水晶蘭的果肉混合，製成「飼料」。每隻蟲提供10顆飼料，如果蟲沒有在12小時內吃完，就會「強迫餵食」（！）。然後，每6小時收集一次蟲子的便便直到餐後48小時，並計算便便裡有多少完整的種子。 結果發現，突灶螽與灶馬便便裡面大部分（83.8 ± 5.7%）的種子都是完整的，而鼠婦的便便裡面完整的種子相對比較少（31.2 ± 12.5%）。 顯微鏡下的觀察發現，水晶蘭的種皮相對比其他靠風力傳播的同屬植物要厚，這可能是為了適應「內攜傳播」所產生的變化。 在這些蟲蟲裡面，鼠婦只有1-2公分長。所以，在所有能夠進行「內攜傳播」的動物中，鼠婦是目前所知最小的！ 參考文獻： Suetsugu, K., Kimura-Yokoyama, O., & Kitamura, S. (

  圖片來源： Nature Communications 植物需要光，所以所有的植物（除了寄生植物以外）都有「光受器」（photoreceptor）負責做這件事。而且，因為光對於植物非常重要，植物絕對不會只有「一個」光受器。每一種植物都有好幾個光受器，負責看光的顏色、方向、強度。 在高等植物如阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ），負責看對於光合作用最重要的紅光的光受器是光敏素（phytochrome）。阿拉伯芥總共有五個光敏素，分別依照英文字母順序命名。 其中最主要的光敏素是光敏素A與光敏素B。而光敏素B尤其重要，因為光敏素B負責看植物在一般狀況下的光，所以對植物生長發育的影響極大。 過去的研究已經發現光敏素B不只會感光還會感熱。在20世紀末時，沙克研究所的研究團隊注意到，光照會讓植物的細胞核內出現一些被稱為「光體」（photobodies）的構造。 後續的研究發現，光體裡面最重要的成員是光敏素B，另外還有「光敏素互動因子」（PIFs，phytochrome interacting factors）以及其他的蛋白質。光體沒有細胞膜，只在照光以後會出現。 為什麼會形成光體呢？雖然有些科學家覺得這只是隨機產生的「東西」，但也有些科學家不認同這個看法。就像人不會完全沒有理由就聚集成群一樣，對於植物這種自營生物來說，每個動作應該都是有理由的。 為了研究光體，加大河濱分校的研究團隊發明了一種稱為Oligopaints的螢光原位雜交（FISH）技術來標記個別光體。透過這個技術，他們得以用基因序列來標記個別光體。 研究團隊發現，這些在顯微鏡下看起來像「斑點」（speckle）的光體，其實有12種！這些光體根據它們是否與染色中心相關，以及它們是否位於核仁周邊，可被分為兩類： 核仁相關光體（Nuo-PBs）：這類光體位於核仁周邊，並且可以進一步劃分為與特定染色中心相關的幾種光體，例如Nuo-CC2-PB, Nuo-CC3-PB, Nuo-CC4-PB等。 非核仁相關光體（nonNuo-PBs）：這類光體位於核仁以外的位置，同樣可以劃分為多種，如nonNuo-CC1-PB, nonNuo-CC2-PB等。 另外，他們也發現，可以透過光照或溫度來調節光體的大小以及出沒。例如，在強紅光（R light）下，活化態的光敏素B（Pfr）含量增加，這會導

  圖片來源： The Plant Cell 提到作物馴化，你想到什麼呢？ 作物馴化是一個關於人類如何選擇和培育植物以滿足飲食和農業需求的故事，它不僅是改變植物某些特徵（如更大的果實或種子，以及更高的產量）使其更適合人類消費而已，還涉及到植物與環境的互動，以及這些互動如何隨著時間而演變。 研究團隊分析了203種已馴化的作物，包括穀物、果樹、塊根作物和葉菜類等。這項分析發現了作物馴化特徵在不同種類的作物中的變異性，這些變異性取決於作物的生物學特性、人類利用植物的部分以及當地的氣候條件。 作物馴化的影響可以從三方面來看。 第一，在馴化性狀和症候群上，可以看到作物在馴化過程中常見的物理特徵變化，如種子不脫落和植物結構的變化，這些變化使作物更易於人工收穫和栽培。 作物馴化過程中最常被應用並選擇改進的部位包括種子、根、葉、果實等。許多穀物作物如水稻、小麥和玉米等，都表現出增加種子大小和非脫粒性的特徵，這有利於收穫和儲存；在一些根莖類作物如甘藷和木薯等，選擇了增加儲藏根的大小和澱粉含量，使其更適合食用或加工；而甘藍和菠菜等葉菜類作物，經常選擇以增加葉片大小或改進口感和營養價值為目標。最後，許多水果和蔬菜作物，如番茄和辣椒，人為選擇造成果實大小增加、口感與/或顏色改善。 這些改進通常旨在增加產量、改善口感、外觀和其他人類食用或使用時視為重要的特性。每種作物的具體選擇目標依其用途和栽培環境而異。 第二，在遺傳結構上，研究發現支撐這些性狀變化的遺傳基礎，早期的研究認為是單一基因的變異，但現在的證據顯示許多馴化特徵是由多個基因共同作用的結果。 以稻米來看，早期研究認為 Sh1 對控制種子落粒有重要作用。然而，最新的證據支持多基因控制這一性狀，表明落粒性狀的遺傳結構比先前認為的要複雜；另外，玉米中的 Tb1 （ teosinte branched1 ）基因原本被認為是控制植物架構的主要基因，其功能改變使得玉米出現較少的側枝（分枝），這有助於增加每株植物的穗數，從而提高產量。但進一步的研究發現，其他多個基因也參與了植物架構的調控，顯示了這一性狀的多基因性質。 第三，從生態學的角度來看，馴化不僅影響作物本身，也影響了作物與其生態系統中其他生物的關係，例如作物如何影響土壤中的微生物群落或吸引特定的授粉昆蟲等等。如不同品系的大麥，其根部分泌物不同，就造成根圈微生物體也不相同。

  獨腳金。圖片來源： 維基百科 獨腳金內酯（strigolactone）因為最早在獨腳金屬（ Striga ）的植物中分離出來而得名，它被發現可以促進寄生植物（如獨腳金屬）的萌發，另外也會抑制植物的分枝與分蘗，對共生真菌也相當重要。 最近的研究發現，獨腳金內酯可以讓番茄提早開花！ 研究團隊使用了GR24 5DS 這種化合物來模擬獨腳金內酯的作用。他們發現，GR24 5DS 可以讓番茄提早大約一週開花。 進一步的研究發現，GR24 5DS 可以讓番茄的產量增加；而整個過程是透過調節番茄葉片中的 miR319 和 LANCEOLATE （ LA ）基因表現，進而增加單花序（ SINGLE FLOWER TRUSS , SFT ）基因的轉錄來達成的。 另外，研究團隊也發現，GR24 5DS 會使得植物中具有生物活性的吉貝素（GA）含量上升。 也就是說，又有一個植物賀爾蒙對開花有影響！其實研究植物賀爾蒙算是相當辛苦的工作，因為這些賀爾蒙往往對許多層面都會發生影響，並不是如我們在植物生理學課本中學到的那麼簡單/單一呢！ 參考文獻： PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.2316371121

  大花咸豐草。圖片來源：維基百科 鬼針草（ Bidens pilosa ）與野茼蒿（ Erigeron bonariensis ）都是菊科植物，在埃及被列為入侵物種。 最近的一個研究發現，這兩種植物都有「化感作用」（allelopathy，之前稱為相剋作用）。 所謂的化感作用，指得是植物會用種種方法抑制其他的植物生長，通常是根分泌一些化學物質，可能直接抑制其他植物，也可能是抑制有利於其他植物的菌群。 在這篇論文中，研究團隊進行了多項實驗來評估野茼蒿和鬼針草的化感作用及其對土壤和植物群落的影響。 首先，研究團隊使用這兩種植物的地上部分製備水萃取液，然後對玉米、馬齒莧等植物進行測試，評估其對種子發芽、根長和芽長的影響。結果發現，這兩種植物對玉米的發芽、芽長和根長均有抑制作用，而野茼蒿的效果比較強。至於馬齒莧，他們發現馬齒莧對兩種植物的水萃取液都非常敏感，尤其是對野茼蒿的反應更強烈。這兩種植物的水萃取液對田旋花（ Convolvulus arvensis ）也有類似的抑制效果，但比較弱， 接著，研究團隊將這兩種植物的乾燥莖葉添加到沙質土壤中，以不同的比例和時間進行腐解，然後評估腐解過程中釋放的化感物質對土壤生化活性的影響，包括土壤pH和電導率的變化。他們同時也測試這些腐解殘餘物對玉米和馬齒莧等植物生長的影響。 結果發現，兩種植物對土壤pH和電導率（EC）有顯著影響。土壤pH有輕微的提高，而EC值則隨著腐解物濃度的增加而增高，這可能與釋放的酚酸類化合物和其他有機酸有關。兩種植物的腐解殘餘物都能抑制玉米和馬齒莧的生長，主要表現在種子發芽率降低，以及芽長和根長的減少。生長抑制效果在腐解20至25天之間最為顯著，之後逐漸減弱。 研究團隊也使用液相色譜-質譜聯用（LC-MS）技術分析從水萃取液和腐解土壤中萃取的酚酸類化合物。他們水萃取液中發現了多種酚酸，包括咖啡酸、綠原酸、香豆酸和阿魏酸。這些化合物都具有一定的化感活性，能夠影響其他植物的生長。土壤腐解殘餘物中也檢測到了這些酚酸類化合物，其中香豆酸和阿魏酸的濃度較高，顯示這些化合物在腐解過程中逐漸釋放到土壤中。分析顯示，野茼蒿在大多數情況下的化感化合物濃度高於鬼針草，這解釋了為什麼野茼蒿的化感作用更強。 因為這兩種植物長得快，所以它們能夠在入侵地區快速擴散，與本土植物競爭光照、水分和營養，從而壓縮本土植物的生存空

  假黃藤。圖片來源： 維基百科 假黃藤（ Fibraurea tinctoria ）是一種多年生的木質藤本植物，分布的範圍介於印度到菲律賓之間，在這些區域算是很普遍的一種植物。因為含有具有抗菌、止瀉、消炎等效果的小檗鹼（又稱為黃連素berberine），所以在印尼被拿來當作草藥，俗名為Akar Kuning。 最近的一個國際研究發現，紅毛猩猩會拿假黃藤來治療傷口。科學家們在印尼的Gunung Leuser國家公園觀察紅毛猩猩。其中一隻叫做Rakus的雄性紅毛猩猩，在臉部受傷後的第三天，牠拿了假黃藤的葉片來嚼爛後敷在自己的傷口上。另外，牠也吃了一些。 第二天，科學家們又看到他吃假黃藤的葉子，但是這次沒有拿來敷傷口。另外，Rakus也花比較多時間休息。六天後，傷口癒合了。 雖然假黃藤可食，不過當地的紅毛猩猩們並不常吃它。在所有紀錄下來的取食行為中，假黃藤的取食僅佔0.3%；不過在當地132頭紅毛猩猩裡，47頭都吃過。 雖然之前就曾經有觀察到，許多動物在生病時會遠離牠們的群體；也有些動物在生病時會取食一些特別的植物，紅毛猩猩更曾經被觀察到，在體內有寄生蟲感染時，牠們會取食特定的植物；但是使用外用藥這還是第一次看到。 至於Rakus到底是從哪裡學會這個技能的？科學家並不清楚。雄性紅毛猩猩在成年過程中會遷移到相當遠的地方，所以到底Rakus是學來的還是發明的、從誰學來的，並不知道。 參考文獻： Laumer, I.B., Rahman, A., Rahmaeti, T. et al. Active self-treatment of a facial wound with a biologically active plant by a male Sumatran orangutan. Sci Rep 14, 8932 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-58988-7

  圖片來源： 維基百科 聽到蓖麻，可能很多人會想到蓖麻毒素（ricin）；不過蓖麻種子所產的蓖麻油，卻因為含有羥基脂肪酸（HFA，hydroxylated fatty acid），在工業上、醫療上的應用都非常重要。但是，因為蓖麻種子含有蓖麻毒素，而蓖麻毒素是一種沒有解藥的毒素，所以在許多國家都是禁止種植的植物。也因為這樣，蓖麻油非常昂貴。 不能種蓖麻，有沒有其他的辦法呢？科學家們注意到一種原生於美國與墨西哥的十字花科植物 Physaria fendleri ，也會生產羥基脂肪酸。 於是研究團隊開始研究這個植物。他們分析了 Physaria fendleri 的種子發育過程中的轉錄體資料，找到可能與三酸甘油酯（TAG）重塑的候選酵素，包括了幾個二酸甘油轉移酶（DGAT）以及特定的TAG脂肪酶（TAGL，TAG lipase）。 他們發現， Physaria fendleri 有三個DGAT，其中DGAT2是合成羥基脂肪酸的關鍵酵素，而DGAT1則表現量最高，對初步合成TAG很重要。 研究團隊發現，TAGL1與DGAT1同時出現在內質網中，這意味著他們可以合作，一起生成脂肪。當他們使用同位素追蹤也進一步證明這些酵素之間的確存在著合作的機制，一起製造或修飾羥基脂肪酸。 當研究團隊把TAGL1與DGAT1一起轉入阿拉伯芥之後，總油和HFA以及多不飽和脂肪酸（PUFA）的含量都增加了。 所以，透過轉入 Physaria fendleri 的酵素，的確可以改變植物合成的油脂組成。不過，使用阿拉伯芥雖然方便，但是要大規模生產，可能需要將相關基因轉入其他的產油作物（如白花芥？）才行。 如蓖麻油這類含有羥基脂肪酸的油脂，因為羥基脂肪酸的關係，具備有出色的潤滑性，因此成為高性能潤滑記得理想選擇。這類的脂肪酸被稱為「不尋常脂肪酸」（UFAs，unusual fatty acids），因為它們在大多數常見植物油中含量極低或甚至完全不含。除了羥基脂肪酸外，還有環氧脂肪酸、多不飽和脂肪酸、長鏈脂肪酸等，只有在少數的植物中含量較高。若能理解它們的合成路徑，應該可以透過基因轉殖或編輯，讓更多植物可以生產這些油脂。 參考文獻： Parchuri, P., Bhandari, S., Azeez, A. et al. Identification of triacylglycer