老葉的植物王國

大家常常吃生蕃茄、熟蕃茄，但可能不知道，原生種的蕃茄都是小小顆的（類似聖女小蕃茄），大顆的（如牛蕃茄）都是栽培種。到底是什麼原因造成蕃茄有大有小呢？ 蕃茄的大小是因為子房室的數目造成的。 究竟是什麼原因造成子房室的數目變化呢？ 圖片來源： wiki 當我們把蕃茄橫切（如下圖），會看到蕃茄的果實裡面有很多「房間」。大的蕃茄房間比較多，小的蕃茄房間比較少。這些「房間」其實叫做「子房室」（locule）。 大蕃茄有四個子房室，小蕃茄只有兩個。 photocredit：葉綠舒 科學家們過去已經知道，有兩個基因突變會影響到蕃茄的子房數目。一個稱為 lc （ locule number ，子房室數目），另一個是 fas （ fasciated ，簇生）。這兩個突變彼此間有加成效果，所以同時具有 lc 與 fas 的突變蕃茄果實會更大。 最近冷泉港（Cold Spring Harbor）的研究團隊，在蕃茄裡發現了兩個新的基因，當它們突變時會產生超大蕃茄。這兩個基因被稱為 fab （ fasciated and branched ，簇生且分支）與 fin （ fasciated inflorescence ，花莖簇生）。 進一步的分析發現， fab 其實跟阿拉伯芥的CLV1是一樣的。在阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ），CLV1、CLV3與WUS一起調節阿拉伯芥的頂芽生長點。CLV3是個小分子的多肽（大約12-13個氨基酸），當他與CLV1受器結合以後，便會去抑制WUS的表現，而WUS又會去正向調節CLV3的表現。頂芽生長點因為有他們三個（還有其他配角，不過為了聚焦就不提了），得以維持在適當的大小。 當阿拉伯芥的 Clv1 或 Clv3 基因發生缺損時，WUS便會開始到處表現。結果就是頂芽生長點變大、（花莖的）分支也變多。而這篇研究裡的蕃茄， fab 的突變造成不僅是花莖的分支變多（下圖b），每一朵花的花器也變多了（下圖f右下），於是子房室的數目也增加，結果就是有六個子房室的大蕃茄。 圖片來源： Nature Genetics 另一個基因 fin 的突變更誇張，花莖的分支（上圖c）以及每朵花的花器數目增加得更多（上圖g右下），於是長出來有12個子房室的超級大蕃茄！ 有趣的事情是， Fin 並不是...