老葉的植物王國

圖片來源： PNAS  水稻在抽穗前會快速拉長莖幹頂端的節間，好讓花穗能夠順利抽出、授粉。這個節間拉長的過程，是由植物激素「吉貝素（gibberellin, GA）」精準調控的。但有趣的是，這個調控並不是「啪」一聲關掉，而是像電燈的微調開關一樣一點一點地調整。 看文章

  得了Bakanae的水稻。圖片來源： 維基百科 吉貝素（GA，gibberellic acid）是很重要的植物激素，對種子發芽、節間延長都很重要。 有趣的是，當初的發現是因為被真菌感染的水稻會罹患「水稻惡苗病」，而真菌會產生GA。 不過，最近的研究發現了GA的新技能：幫助植物抗逆境！ 這實在太神奇了！來看看吧！ 看文章

圖片由作者拍攝  黃金葛是很受歡迎的觀葉植物，但是有多少人看過黃金葛開花呢？ 答案是：幾乎沒有！ 為什麼黃金葛不開花？ 看文章

  圖片來源： 維基百科 過去的研究知道，細胞分裂素會抑制根瘤的形成； 有沒有其他賀爾蒙會影響根瘤的形成呢？有的！ 最近的研究發現，吉貝素也很重要！ 看文章

  作者：ChatGPT 當我們漫步在森林中，很少會想到腳下的橡果和四處奔跑的鼠類之間，存在著一場微妙的生存競爭。這場競爭不僅關乎生命的存亡，更顯示了大自然中植物與動物間錯綜複雜的互動關係。 橡果擁有一種獨特的生存策略。當它們面臨被啃食的危險時，會加速發芽。研究發現，這種加速發芽的現象，實際上是由植物荷爾蒙——吉貝素（GA）和離層酸（ABA）——所調控的。 另一方面，鼠類在選擇橡果時，會根據橡果的發芽狀態來做出決定。它們傾向於吃掉已經發芽的橡果，而將未發芽的橡果藏起來以備不時之需。這種選擇行為，似乎是基於對橡果發芽狀態的直觀判斷。 研究團隊進行了以下的幾個實驗： 研究團隊將橡果提供給小泡巨鼠（ Leopoldamys edwardsi ）食用，觀察它們對橡果的食用程度。隨後將這些橡果種在室外，記錄不同處理的發芽時間、發芽比例和根長。 結果顯示，小泡巨鼠更傾向於從橡果的底部開始食用，而非從頂部或中間部分。橡樹種子（ Q. variabilis ）被小泡巨鼠部分食用後，其發芽時間和發芽比例與未被食用的種子有顯著差異。在64天內，所有處理組的橡果都發芽了。部分被食用的橡果與未被食用的橡果在發芽時間上存在顯著差異。與完整無損的橡果相比，被啮齒動物食用過的橡果發芽時間更短，且發芽比例更高。在種子出土後的18天內，不同處理組的根長存在顯著差異。被啮齒動物部分食用的橡果比完整無損的橡果根長更長。不過，發芽率沒有顯著差異。 所以，這些結果顯示小泡巨鼠部分食用的橡果比未被食用的橡果更容易且更快地發芽，而且這些發芽的橡果具有更長的根。 然後，研究團隊對不同程度人工損傷的橡果（模擬小泡巨鼠損傷）進行水分吸收實驗，測量其重量增加速率，並分析這些橡果中的植物荷爾蒙。 結果顯示，不同處理組之間的水分吸收率存在顯著差異。有損傷的橡果其水分吸收情形高於沒有損傷的橡果。也因為水分吸收狀況較佳，所以將橡果底部的一半移除和保持完整種皮的橡果的發芽比例都高於完整橡果組。 在自然條件下，發芽的橡果中的幾種荷爾蒙（包括吉貝素GA4、ACC、茉莉酸JA和離層酸ABA）的含量顯著高於完整的橡果。同樣，部分被小泡巨鼠食用的橡果中這些荷爾蒙的水平也顯著高於人工損傷（使用剪刀模擬小泡巨鼠損傷）的橡果。 這些結果顯示，小泡巨鼠的部分食用不僅影響橡果的水分吸收率，還對其內部荷爾蒙含量產生顯著影...

  硝酸根。圖片來源： 維基百科 氮（N，nitrogen）是植物的必需元素，不論是蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪都需要氮原子的參與。 植物吸收氮的形式主要是以硝酸根（nitrate）與銨（ammonium）的狀態來吸收，最近的研究發現，硝酸根的吸收會對吉貝素（GA，gibberellic acid）的合成產生影響。 研究團隊觀察小麥與阿拉伯芥在施放10mM的硝酸根後的反應。他們發現，硝酸根會活化與合成GA有關的基因（如 GA3ox1 、 GA2ox2 ）的表現，使細胞內GA（主要是GA4）的含量上升。當GA的量增加以後，就會造成抑制GA的DELLA蛋白減少，於是細胞就出現GA的生長反應：細胞增生與延長。因為硝酸根造成的生長反應與GA有關，所以研究團隊也發現，缺少所有的 DELLA 基因的突變株，在缺氮的時候生長反應不會受到抑制。 參考文獻： Nitrate signaling promotes plant growth by upregulating gibberellin biosynthesis and destabilization of DELLA proteins . Current Biology. 2021.

生長素（auxin）。圖片來源： 維基百科 植物的六大賀爾蒙中，生長素是最早開始研究的。從達爾文觀察稗子的葉鞘展現正趨光性（positive phototropism）開始，許多科學家研究生長素如何影響植物的許多反應。 不只是趨光性，生長素也影響植物細胞的延長、細胞的分裂（與細胞分裂素一起）、次生根的萌發等等。 最為人知，也最早開始進行研究的生長素是吲哚乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）。也因此，任何分子具備有IAA的功能，就被認為它是生長素。 生長素主要在頂芽生長點與幼葉合成。根的生長點也會合成一些，但重要性不如頂芽生長點與幼葉。在頂芽生長點合成的生長素會向根部運送，一直送到根尖後再由根往地上部位運送。這使得生長素成為唯一具備有方向性運送的植物賀爾蒙。目前研究結果認為，植物之所以能辨別自己的「頭」跟「腳」，就是因為生長素的方向性運送。 生長素在植物中的合成，主要以色胺酸（tryptophan）做為原料，稱為色胺酸依賴路徑；但也有不使用色胺酸為原料的合成路徑。合成後的生長素可以儲存也會被分解。 最近名古屋大學的研究團隊發現一個分解生長素的酵素，生長素雙加氧酶（auxin dioxygenase，DAO）如何調節生長素的合成。DAO可與生長素結合，而與生長素結合後的DAO則會與其他的生長素-DAO結合，產生由兩個或四個生長素-DAO構成的多聚體（multimeric structure）。這些多聚體的酵素活性比單體要高，也就是說，它們可以加速分解生長素。如此一來，當生長素在細胞中的濃度上升時，接著生長素-DAO多聚體就開始增加，於是生長素分解的速度便加快，造成生長素的濃度開始下降，構成了一個負向調節的循環。 以這個機制來調節細胞中賀爾蒙濃度的並不只有生長素。研究團隊發現，另一個賀爾蒙，吉貝素（gibberellin，GA），也透過這個機制來調節細胞中吉貝素的濃度。吉貝素-2氧化酶3（gibberellin 2-oxidase 3，GA2ox3）也會與吉貝素結合後，形成吉貝素-GA2ox3多聚體，而這個多聚體可以加速分解吉貝素。 吉貝素對植物節間的延長、種子的發芽都非常重要。在植物中，主要合成吉貝素的位置包括頂芽生長點、正在萌發或正在發育的種子、幼苗等。在農業上，常會利用吉貝素來調節種子的萌發。吉貝素的合成主要以...

今天看到一則新聞「 激素催熟鳳梨! 吃多恐性早熟 」，害我出考題出到一半又要分心來處理這件事。 這則新聞裡面言之鑿鑿地說： 為了讓兩年生鳳梨，提早賣個好價，有不肖果農在鳳梨心施打生長激素，讓鳳梨變大又變甜，吃進肚子裡，尤其對孩童，可能影響荷爾蒙，導致性早熟 看了真的讓人不知道該說什麼才好。鳳梨的外皮極硬，要「打」生長素進去，筆者不知道要用什麼樣的工具才辦得到；另外，果實的發育是整個一起長的，如果在成長的過程中用針筒之類的去注射鳳梨，整個果實都會停止生長，並非局部變黑。鳳梨局部變黑通常是因為果實發育的過程中氣候變化太劇烈（太熱是常見的原因），整園的鳳梨幾百顆，要用注射的，只能說打到天亮都打不完吧。 噴灑生長素是比較有可能的，植物也的確有生長素，不過植物的生長素真的會對動物有影響嗎？我們先來看一下會讓植物生長的激素們是什麼。 通常我們提到植物的生長素就是說IAA（吲哚乙酸，indole-3-acetic acid）。 indole-3-acetic acid. 圖片來源： wiki 吲哚乙酸在植物裡面有非常多的效用，包括讓莖延長、使果實單維結果（不用授粉）、植物的光趨性（通常翻成向光性，phototropism）也跟它有關。 吲哚乙酸的化學式是C 10 H 9 NO 2 ，是個小分子化合物。 另外一類會讓果實長大的植物賀爾蒙是吉貝素（gibberellic acid, GA）。 gibberellic acid. 圖片來源： wiki 無子葡萄常會用到吉貝素讓果實長大，主要是因為果實裡的種子是天然吉貝素的來源，無子的果實因為缺乏吉貝素會比較小，所以果農會噴灑吉貝素讓果實長大。 吉貝素的化學式是C 19 H 22 O 6 ，比生長素大概大了快一倍，不過還是屬於小分子化合物。 但是不管是生長素還是吉貝素，筆者查了很多資料，都沒有提到可以刺激動物生長的活性。倒是合成的生長素2,4-D曾有一度被懷疑可能致癌，不過美國的環保署在2007年也已經宣布 沒有任何證據支持它會致癌 。2,4-D的化學式是C 8 H 6 Cl 2 O 3 ，還是一個小分子化合物。 2,4-D。圖片來源： wiki 至於動物的生長激素呢？以人的生長激素GH1為例，它不是小分子化合物，而是一個由191個氨基酸構成的多肽。 生長激素...