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為什麼天氣變冷,植物就不開花了?——原來是離層酸這條壞狗擋路!

  圖片作者:ChatGPT 在適當的時機開花,對植物來說非常重要。畢竟,開花就是傳宗接代,為了要讓自己的基因傳遞下去,一定要挑對的時間,這樣才不會一番辛苦付諸東流。 多年來的研究發現,光照長短(光週期)、溫度變化都會對內部的「開花開關」發生影響。 最近的研究,就是想瞭解為什麼天冷植物就不開花了? 看文章

揭開阿拉伯芥開花調控的隱藏面貌——FLC 基因的全品系突變研究

圖片取自 期刊 。 何時開花,是植物持續生存與繁衍的關鍵。以阿拉伯芥為例,它的開花時機主要受到一個叫做 FLC的基因調控。 但是,FLC只參與開花嗎?負責調控植物開花時機的基因,除了FLC還有其他的基因嗎? 最近的一個有趣的研究,提供了非常多重要的資訊喔! 看文章  

神秘的「開花素」又加一

  開花素實驗。圖片取自網路 小時候讀生物,印象很深刻的就是關於「開花素」的實驗:科學家把一株植物與另一株植物的表皮剝去,讓它們的維管束相連,然後只讓其中一株植物接收到適當的日照週期。結果,兩株都開花了! 當時就覺得植物好酷啊! 後來發現,開花素其實就是FT;但是開花這麼重要的事,難道就只交給FT?會不會太冒險了? 看付費文章

發現可可的FT基因

  圖片來源:維基百科 愛吃巧克力的人不可不知可可!發源於中南美洲的可可( Theobroma cacao )是多年生常綠喬木,它是錦葵科多年生植物,花直接簇生於樹幹或較老的枝條上。 可可是重要的經濟植物,但每年真菌等疾病造成約兩成到三成的農損。這麼大的損失,農夫當然希望可以有抗病的品系,但可可樹有三到五年的幼年期(juvenile stage),因此想要育種很不容易。一般一年生的農作物大約要耗時八到十年可以培育出新種,但可可估計要二十年! 有沒有辦法可以讓可可早些開花呢?美國賓州大學的研究團隊,利用序列分析從可可中找出了它的 FT 基因( flowering locus T )。在可可樹中高度表現 FT 基因,可使可可提早開花,而且這些花的花粉是有功能的。 只要可以促進可可提早開花,可可育種的速度就可以加速,也就能夠更快培育出抗病品系的可可。 參考文獻: Prewitt, S.F., Shalit-Kaneh, A., Maximova, S.N. et al. Inter-species functional compatibility of the Theobroma cacao and Arabidopsis FT orthologs: 90 million years of functional conservation of meristem identity genes. BMC Plant Biol 21, 218 (2021). https://doi.org/10.1186/s12870-021-02982-y

菟絲子(dodder)如何與宿主同時開花?

  掛滿菟絲子的植物。圖片來源: 維基百科 。 俗稱巫師的網、惡魔的頭髮或絞殺草的菟絲子(dodder)屬於菟絲子屬( Cuscuta ),過去被分類到葫蘆科,近年來則被分類到旋花科。全世界菟絲子屬的植物共約200種,而且全部都是寄生植物。菟絲子沒有根、完全或幾乎沒有葉片,也沒有葉綠體,植株以吸器(haustorium)侵入寄主植物的韌皮部吸取養分。該屬遍布世界各地的溫帶和熱帶地區,亞熱帶和熱帶地區的物種多樣性最高,溫帶則僅有少數幾種。 過去的觀察發現,菟絲子會在寄主植物開花時也同時開花;這讓它們不僅可以接受被寄主植物吸引過來的媒介昆蟲同時授粉,同時也可以充分利用宿主植物在授粉後大量合成的養分來滋養自己的種子。由於一般植物是以葉片來偵測光週期,從而合成一個稱為FT(FLOWERING LOCUS T)的蛋白質,再以維管束運送到其他部位來調節開花,對於葉片退化到幾乎或完全沒有葉片的菟絲子,到底是怎麼偵測到光週期並合成FT,就令人感到非常好奇了。 德國普朗克研究所的研究團隊猜想,會不會菟絲子是「偷聽」寄主植物的信息,來讓自己與寄主植物同時開花呢?畢竟過去對澳洲菟絲子( Cuscuta australis )的基因體研究發現,澳洲菟絲子的許多與調節開花相關的基因都已如付闕如。為了要測試他們的猜想是否正確,首先研究團隊讓澳洲菟絲子感染突變種寄主植物。這寄主植物因為 FT 基因有突變,所以開花的時間與野生種不同;結果寄生在它上面的澳洲菟絲子,開花的時間也與野生種不同,但與突變種寄主植物相同。 接著,研究團隊想看看菟絲子是否借用了寄主植物的FT蛋白。於是他們把寄主的 FT 基因連結上綠色螢光蛋白(GFP)的基因,如此一來所產生的FT蛋白就會發出綠色螢光;如果菟絲子借用了寄主植物的FT蛋白,就會在菟絲子體內看到綠色螢光標記。結果發現,綠色螢光標記真的跑到澳洲菟絲子體內了。 這兩個實驗證實,澳洲菟絲子(或許是所有的菟絲子)藉由直接使用宿主植物的FT蛋白來調節自己的開花時間。從最簡單的寄生生物噬菌體到高等寄生生物菟絲子,我們都可以看到寄生生物直接利用宿主蛋白的例子,實在是非常有趣。 參考文獻: Shen, G., Liu, N., Zhang, J., Xu, Y., Baldwin, I. T., Wu, J. Cuscuta australis (dodder) para...