老葉的植物王國

  梅花。圖片來源： 維基百科 為了適應季節性氣候變化，許多植物會在經歷了冬季的持續低溫後，才獲得開花的能力（稱為春化）。這是一種避免在不利的寒冷條件下開花的策略，以確保繁殖成功。春化後，植物會記住這種冷凍狀態，即使溫度上升，這種記憶也會被保留，直到適合開花的春季到來。 這個過程是通過一種稱為表觀遺傳調控（epigenetic regulation）的方式進行的。在遺傳學中，表觀遺傳是指遺傳信息以外的遺傳調控機制，通常涉及DNA和蛋白質（如組蛋白）的化學修改。這些修改會影響基因的活性，但不會改變DNA序列本身。春化作用中的表觀遺傳調控涉及長期冷暴露導致某些重要基因被抑制或活化，這些基因通常與開花時機的調控有關。 具體來說，阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）的FLC基因在冷暴露前處於高活性狀態，參與這一過程的是各種稱為染色質修飾因子的蛋白質，包括組蛋白乙酰轉移酶、甲基轉移酶、組蛋白去乙酰酶和Polycomb群體（PcG）因子等。這些蛋白質通過修改 FLC 基因附近的染色質來調控其表達。 在冬季低溫之前， FLC 基因區由於組蛋白H3第4和第36個離氨酸的甲基化（H3K4me3和H3K36me3）而處於一個高度活躍的狀態。這意味著它的染色質結構是放鬆的，容易被轉錄。在冬季低溫條件下， FLC 基因所在的染色質區域會發生狀態轉換，從高活性狀態轉變為Polycomb抑制狀態。這是由於VIN3的蛋白質的誘導。VIN3與Polycomb Repressive Complex 2（PRC2）相互作用，導致 FLC 基因附近染色質上的特定組蛋白（如H3K27）發生三甲基化（H3K27me3），於是染色質結構變得緊密，從而抑制 FLC 基因的表達。 回暖後，VIN3蛋白質會迅速降解，但 FLC 基因上的H3K27me3標記仍被保留。這種表觀遺傳的「冬季記憶」確保了 FLC 基因在冬季後仍然被抑制， 總的來說，這個研究顯示了植物如何通過複雜的表觀遺傳機制記住冬季的低溫經歷，並利用這種記憶來確保在春季適當的時機開花。這不僅是一個有趣的生物學現象，也對我們理解植物適應環境變化的方式提供了重要的洞見。 參考文獻： Gao Z, He Y. Molecular epigenetic understanding of winter memory in ...

  圖片來源： C＆EN 圖片PDF下載 植物要開花，需要適當的「光照」（其實是連續黑夜的長度）。對短日照（長夜）植物來說，連續黑夜要超過一定的長度；對長日照（短夜）植物來說，則是連續黑夜時間要短於一定的長度。 目前的研究知道，植物的FT（flowering locus T）由葉片移動到莖，刺激植物開花。 植物花朵的顏色主要由花青素（anthocyanin）、類胡蘿蔔素（carotenoid）與甜菜紅素（betalian）決定。紫色與藍色的花與花青素有關，黃色的花與類胡蘿蔔素和甜菜紅素有關，橘色的花與胡蘿蔔素有關，紅色的花則與所有三種色素都有關。至於白色的花呢，跟什麼色素都無關。 植物的香氣則與萜類（terpenoid）與酚醛類（phenylpropanoid）有關。如薰衣草的香氣就是來自於萜類，而玫瑰的香氣則是來自於酚醛類；至於新剪的草地的香氣，則是來自於綠葉揮發化合物（green leaf volatiles）。 參考文獻： Choi, Charles Q. “A Blossoming Field of Research: How Florigen Is Transported to Create Flowers.” PLOS Biol. (April 2012). DOI: 10.1371/journal.pbio.1001311.  Des Marais, David L. “To Betalains and Back Again: A Tale of Two Pigments.” New Phytol. 207, no. 4 (Sept. 2015): 939–41.  Grotewold, Erich. “The Genetics and Biochemistry of Floral Pigments.” Annu. Rev. Plant Biol. (June 2006). DOI: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105248.

根據新聞的報導，雲林有個男子，因為毒癮犯了沒有錢買，於是就跑到斗六的兩處四季芒果園去偷了六百斤芒果，寄到台北水果商去託賣。沒想到果園有裝監視器，而台北的水果商因為不認識他，怕是贓物原封退回，於是人贓俱獲。  四季芒果是什麼呢？原來是嘉義的張銘顯先生在1981年左右以懷特為父本，愛文為母本雜交育成的芒果。由於張先生是農民黨主席，因此將這新種的芒果命名為「農民黨」芒果；但由於這種芒果很容易開不時花（off season flower），造成它四季都會結果，便被暱稱為「四季檨」、「四季芒果」，於是「農民黨」芒果這個名字反而被淡忘了。  「不時花」是什麼呢？當然就是不在一般這種植物應該開花的時候開出來的花，就被稱為「不時花」。一般來說，植物開花受到幾件事情的調控：日照長短（光週期）、溫度、生長狀態。 受到日照長短調控的植物，通常我們會說它是長日照或短日照植物。長日照植物多在夏天或夏末開花，而短日照植物則多半在秋天或秋末開花。有些植物則需要較高的溫度或較低的溫度才能形成花芽；至於生長狀態，有些植物就是一定要長到某個階段（如玉米），才會開始開花。 但是，不管是受到日照長短、溫度、或是生長狀態影響的植物，當我們了解影響他們開花的因素以後，幾乎都可以用人工的方法來讓他們提早或延後開花。不管是提早或延後，由於這樣開的花，並不在那種植物的開花季節，所以就被稱為不時花了。 例如在彰化縣田尾種菊花的農夫，為了要讓菊花的莖長高一點，這樣做為切花比較好修剪，價格會比較好，便會使用調整日照長短的方式來讓菊花開出不時花。由於菊花是短日照植物，於是農夫們就在夏末當日照開始變短時，每天晚上讓菊花「曬電燈」，讓菊花們以為還在夏天，於是他們就會延後開花了。 菊花。圖片來源： wiki 而溫度，通常有些溫室花卉就是在溫室裡面培育，以較為溫暖的環境，讓溫室裡面的植物可以開出花來。這幾年全球暖化，不也常提到櫻花被忽冷忽熱的冬天弄得糊里糊塗，結果就提早開花或是開好幾次花嗎？ 至於生長狀況，根據台南區農業改良場的 資料 ，台灣本土種（在來種）的芒果，本來就會有開不時花的習性；只要在每年六月的時候給他們適當的刺激，就會在十、十一月時開出不時花來。這樣長出來的芒果，大概比一般的芒果要提早了兩、三個月，可以賣到好價錢喔！ 適當的刺激是什麼呢？首先要施放促進開花的...