老葉的植物王國

  圖片來源：維基百科 生物的染色體倍數，若不是單倍就是雙倍；即使出現天然的多倍體也是2的倍數。 天然產生的三倍體極少，主要是因為三倍體在減數分裂時會發生困難，造成不育； 但是，最近科學家發現有一個品系的向日葵，會產生天然的三倍體！ 怎麼回事呢？ 看文章

  圖片來源：維基百科 過去的研究發現，向日葵向日是為了能吸引更多昆蟲來授粉；不過那些研究都是在非自然環境下進行的。 最近有研究團隊在自然環境下測試，有了一些不太一樣的發現喔！ 看文章

  圖片來源： 維基百科 你是否曾觀察向日葵花田裡的向日葵呢？ 有沒有發現，它們是左一朵、右一朵，並沒有整整齊齊排一列喔！ 這到底是為什麼呢？ 看文章

  圖片來源：維基百科 向日葵（ Helianthus ）的花以能「追蹤」太陽而出名。 過去的研究 發現，向日葵莖的兩側會發生生長速度不一致的狀況，白天東側生長較快（莖往西偏），晚上西側生長較快（莖往東偏）。 這樣的現象，很多科學家都認為，應該是跟向光素（phototropin）有關，或甚至不只是向光素，還有其他的光受器：如光敏素（phytochrome）、隱花色素（cryptochrome）等等。 聽起來蠻合理的，但是，科學是一種一定要經過實驗驗證的過程，所以就有科學家動手去驗證了。 結果蠻令人意外的。加大戴維斯分校的研究團隊，觀察室內培養室中生長的向日葵和戶外陽光下生長的向日葵，分析哪些基因在這兩種環境中被啟動（轉錄）。 研究團隊發現在室內，向日葵會直直地生長朝向光源，啟動與向光素有關的基因。但在戶外生長的植株，雖然也會隨著太陽轉動它們的花朵，但是它們卻展現完全不同的基因表達模式。莖的兩側似乎在向光素方面沒有明顯差異。 那麼其他的光呢？研究團隊試著屏蔽藍光、紫外線、紅光或紅外光，但是這些處理對趨光性反應都沒有造成影響。這顯示向日反應可能存在多種途徑，對不同波長的光都做出反應，來實現相同的目標。 未來的工作將繼續研究植物中的蛋白質調控，希望能早日解開向日葵向日之謎。 參考文獻： Christopher J. Brooks, Hagop S. Atamian, Stacey L. Harmer. Multiple light signaling pathways control solar tracking in sunflowers. PLOS Biology, 2023; 21 (10): e3002344 DOI: 10.1371/journal.pbio.3002344

  圖片來源：維基百科 向日葵（sunflower）因為其美麗的「花」（其實是花序，inflorescence，由管狀花與舌狀花構成，管狀花構成「花心」，舌狀花構成「花瓣」）而廣受喜愛。但人類看到的向日葵與蜜蜂、蝴蝶看到的向日葵可大不同喔！原來蜜蜂、蝴蝶看得到紫外光（UV，ultraviolet light），所以蜜蜂、蝴蝶看到的向日葵「花瓣」（其實是舌狀花）會出現所謂的「靶心圖案」（bullseye pattern），指點這些採蜜的昆蟲們哪裡有花蜜。 為什麼向日葵會吸收紫外光呢？原來是向日葵會合成一些類黃酮素（flavonoid），而這些類黃酮素會吸收紫外光。最近的研究發現，這些類黃酮素不止能吸引採蜜的昆蟲，還能幫助植物減少蒸散作用（transpiration）。 研究團隊一開始是注意到，較為乾燥的氣候下種植的向日葵，其靶心圖案較大。研究團隊發現一個稱為 HaMYB111 的基因與靶心圖案的大小有關。 HaMYB111 是個轉錄因子（transcription factor），控制類黃酮素合成基因的轉錄。在阿拉伯芥中， AtMYB111 會跟另外兩個基因共同調節類黃酮合成基因的轉錄。過去的研究發現， AtMYB111 在舌狀花的花瓣中表現量特別高；在這次研究團隊也發現，將 HaMYB111 表現在缺少 AtMYB111 的阿拉伯芥中，可以重現阿拉伯芥花瓣中的類黃酮素表現，也可讓阿拉伯芥的UV圖案重新出現。 研究團隊發現，生長在較熱較乾燥環境下的向日葵，其靶心圖案比生長在潮濕環境下的要大得多，有些甚至幾乎與花序一樣大了。從這個研究可知，構成靶心圖案的類黃酮素，不僅可以協助昆蟲找到花的中心、幫助授粉，還能降低蒸散作用，讓植物更耐旱， 參考文獻： Marco Todesco, Natalia Bercovich, Amy Kim, Ivana Imerovski, Gregory L Owens, Óscar Dorado Ruiz, Srinidhi V Holalu, Lufiani L Madilao, Mojtaba Jahani, Jean-Sébastien Légaré, Benjamin K Blackman, Loren H Rieseberg. Genetic basis and dual adaptive role of floral pi...

  圖片來源：維基百科 向日葵因為有「向日性」（heliotropism）而成為科學研究的主題。 過去的研究 發現，向日葵的向日，不只是因為受到陽光的刺激，也與生物節律有關。但是向日--花序朝著陽光來的方向移動--是否真的有好處呢？ 最近的研究發現，向日葵的向日性，能讓它產生更多的後代。 研究團隊讓一部分的向日葵向東，另一部分的向日葵向西，結果發現，向東的向日葵溫度比向西的高，這使得向東的向日葵能吸引更多的授粉者（如蜜蜂）。 在另外一個實驗中，研究團隊把一群不能產生花粉的向日葵，放在向東與向西的向日葵中間。接著他們可以透過分析產生的種子的基因型，來瞭解到底是向東還是向西的向日葵可以產生更多後代。 結果發現，向東的向日葵的確可以產生更多後代。所以，向日葵的向日，的確可以讓它們產生更多的後代喔！ 參考文獻： Nicky M. Creux, Evan A. Brown, Austin G. Garner, Sana Saeed, C. Lane Scher, Srinidhi V. Holalu, Daniel Yang, Julin N. Maloof, Benjamin K. Blackman, Stacey L. Harmer. Flower orientation influences floral temperature, pollinator visits and plant fitness. New Phytologist, 2021; DOI: 10.1111/nph.17627