老葉的植物王國

形形色色的菜豆。圖片來源：Wiki 在台灣沒見過菜豆的人應該很少吧！不管在家裡或是自助餐，清炒菜豆都是很常見的蔬菜；剛炒好青翠的菜豆端上桌，光聞到香味就已經覺得嚐到那清甜的滋味了！但是同樣的菜豆，在國外卻成了像「燴飯」一樣的菜餚：美國南方的「紅豆飯」，就是以菜豆成熟的種子、米、洋蔥、培根（或是豬背、豬腳、鄉村臘腸）一起烹調而成；當時剛出國的我，對於美國人也吃飯覺得很新奇；後來才知道，原來是我自己不懂裝懂，以為「外國人」都是吃牛奶麵包跟麵條長大的！  在台灣也稱為敏豆的菜豆，是豆科菜豆屬的一年生植物。雖然在台灣與東亞都是在豆莢尚綠的時候收穫來當青菜吃，但在國外常常是等成熟後收穫乾豆，加在湯、飯裡食用。2016年乾豆產量最大的國家是緬甸，青豆（未成熟的豆莢）產量最大的則是中國。 雖然在台灣我們把菜豆當蔬菜，但是它其實是世界上重要的主食豆類之一。目前估計，全球有五億人依靠菜豆作為重要蛋白質的來源之一。因為菜豆這麼重要，科學家們已經在2014年定序了兩個不同品系菜豆的基因體，發現菜豆的基因體大約是人的六分之一；但是以基因數目來算的話，人的基因數目大約只有菜豆的三分之二。為了讓未來培育出的菜豆產量變得更好，科學家們在2016年又挑選了另一個抗病力較好的菜豆品系，再進行了一次定序，希望未來可以培育出抗病力更高的菜豆。 菜豆發源於中美洲，傳播到安地斯高原後，被兩地的人們發現而馴化。跟其它作物一樣，人類的選種讓菜豆的種子變大變軟、結莢數增加且成熟後豆莢不裂開、豆莢纖維變少、豆莢變肥厚等。另外，菜豆也從短日照成為對日照不敏感，於是一年四季都可以種它、收穫它囉。 中美洲的馬雅人很快就發現，一塊土地如連續幾年種植玉米，產量就會下降；但若在下次種玉米之前先種菜豆，則玉米的產量不但不會下降，還會提高！這是因為豆科植物根部有根瘤，裡面住著共生的根瘤菌，可以幫忙植物固氮的關係。於是馬雅人開始在玉米田裡種菜豆，後來還加入南瓜，成為所謂馬雅人的「三姊妹」：南瓜的葉片可以覆蓋土壤、降低水分蒸發、抑制雜草的種子萌芽；菜豆可以固氮，一起讓馬雅人的主要作物—玉米—長得更好！ 菜豆約於十六世紀傳入中國，台灣則可能是在二十世紀初（1905年）由日本引入、或是在十九世紀末由馬偕博士引入，早期是在第二期稻作結束後到明年第一期稻作之前種植（稱為「裡作」）；近年社會進步，大家逐漸變...

各種不同品系的菜豆。圖片來源：HortScience. 在種子公司稱霸市場以前，各地的農民們透過自行育種、互相分享種子，有了許許多多不同品系的農作物。這些在種子公司出現以後，都被稱為家傳品系（heirloom），用來與商業品系區別開來。當然，身為全球五億人蛋白質重要來源的菜豆 （敏豆， Phaseolus vulgaris  L.）也不例外。 上圖這些五顏六色的種子，除了最下面右邊數過來的三個以外，都是家傳品系的菜豆；在當時，各地農民們經過試驗與比較，每個人都有自己的心頭好，但由於育種相關知識以及/或資本不足的緣故，許多家傳品系並非純品系，造成產量與品質不穩定。 等到種子公司開始有系統的培育新品系，由於這些新的品系產量高、性質穩定，農民們便紛紛改種這些商業品系了。 商業品系的盛行，使我們到了超市，看到的農產品都是一樣的。筆者在國外時，就不曾看過如上圖般五顏六色的菜豆。採用商業品系的好處是貨源、品質都穩定，壞處是我們的食物來源越趨單一化，而一旦有病蟲害發生時，由於僅種植少數品系，若這些品系對這次的病蟲害不具抵抗力的話，造成的損失一定慘重。 近年來，由於有機農業與自然農法興起，使民眾對於家傳品系的接受度大大提高，便也提高了農民種植家傳品系的意願。 由 2008-2011 年，光是明尼蘇達州，有機菜豆的種植面積就增加了三倍；而全國增加了一倍。人們渴望再度品嚐「小時候爺爺種的菜」，使得家傳品系的菜豆價格水漲船高。 但是，種植家傳品系是否真的可以在經濟上對農民有幫助呢？明尼蘇達大學的研究團隊，為了要了解這件事，針對這些家傳品系菜豆的單位面積產量與產量的穩定性進行研究。雖然過去針對菜豆也曾有零星的研究，但對於不用搭棚架的品系並未進行過。 研究團隊選取了十七種家傳品系，以及三種商業品系（上圖最下排右邊三種）進行比較。所有的品系都在六月一日到十日間種植，於九月下旬到十月初收穫。為了能更加貼近農民的實際需求，所有收穫的種子都在低溫（35℃）下烘乾一夜後，去除雜質與品質不良的種子後再進行稱重。 研究結果指出，雖然平均家傳品系的單位面積產量比種子公司品系少了大約四成，但有些品系的產量僅僅略少；例如左邊第二排最下面的品系 Peregion（PER），產量 約為商業品系的87%。而另一種家傳品系 Jacob's Ca...

各種不同的菜豆。圖片來源： wiki 菜豆（ Phaseolus vulgaris L.），在台灣也稱為敏豆，在國外稱為common bean、snap bean，是許多開發中國家的人民重要的蛋白質來源。在這些國家裡，人民的主食是富含澱粉的米、玉米或樹薯，這些主食的蛋白質含量不高（米大約是2%、樹薯是1.36%、玉米則依品種可以從5.2%-13.7%不等），因此在飲食中加入菜豆作為蛋白質的補充是很理想的。目前估計全球有五億人依靠菜豆作為重要蛋白質的來源之一。菜豆可以等成熟後收穫，也可以在豆莢尚綠的時候收穫，將整個豆莢連豆一起作為菜餚食用。在2010年乾豆產量最大的國家是印度，青豆（未成熟的豆莢）產量最大的則是中國。在台灣，菜豆也是很受歡迎的盤中飧，炒一盤青綠的菜豆，挾一筷子放在嘴裡，那清甜的滋味，真是齒頰留香呢！ 過去對於菜豆究竟發源何處曾有爭議，不過最近這些年已經確認菜豆發源於中美洲，傳播到安地斯高原後，約在十一萬年前分為二支。接下來的十萬年間，安地斯高原漸漸有人居住，而菜豆也被人類發現而馴化，到8200-8500年前，菜豆的型態已經跟我們現在所熟悉的樣子差距不大了。 雖然菜豆G19833品系已經定序完成，但是菜豆品系繁多 、特性也有不同 ，因此西班牙與墨西哥的研究團隊進行了另一品系BAT93的定序，並進行它的轉錄體（transcriptome）的研究。這份研究彌足珍貴的是，研究團隊不僅僅只是單純的進行轉錄體的研究，還收集了10個不同發育階段的菜豆轉錄體、以及七種器官。其中10個不同發育階段包括從剛發芽（48小時）到86天大（已經開始結果與衰老），而七種器官則涵蓋了根、莖、葉、種子、豆莢、花以及頂芽；真是一份非常完整的分析！ 菜豆的基因體共有549,604,264個鹼基對（549.6 Mb），包含了30,491個基因；除此之外，還有2,529個小RNA以及1,033個不產生蛋白質的長基因（long non-coding genes，lncRNA）。 與人相比 ，大約是人的六分之一，但若是比對基因數量，則人的基因數目大約只有菜豆的三分之二。 整體來看，菜豆的基因體內有35%是重複的序列，且大部分都是LTR（long terminal repeats）。研究團隊在比較所有樣本後，選出在不同樣本間變異係數最低的前百分之十作為「管家基因」（ho...