老葉的植物王國

我們都是人（ Homo sapiens ），同屬同種，但是每個人都不大一樣。細菌呢？ 當然，讀者會說，因為我們是進行有性生殖的多細胞生物，個體之間當然會有差異；而細菌以二分裂（fission）法繁殖，照理說，不管細菌二分裂幾次，所有的細菌應該都一模一樣吧！ 但是，真的是這樣嗎？ 最近，約克大學（University of York）的生物系的研究結果，提供了一個有趣的思考面向（1）。 研究團隊由種在路邊的野豌豆（ Vicia sativa ）與白三葉草（ Trifolium repens ）的根部各採取了36個根瘤（root nodule），把每個根瘤中的菌分別培養後，鑑定它們的種類。 白三葉草。圖片來源： wiki 鑑定分為16S 核糖核酸（16S rRNA）、核心基因（core genes）與輔助基因（accessory genes）定序。一般來說，16S核糖核酸是必需的基因，只要有一點變化，就可能會讓生物死翹翹；所以它的變異性很低；核心基因也是必需的基因，但可以容許的變異度會比16S核糖核酸要大一點，所以變異也會多一點點。至於輔助基因，因為它們的存在無關乎生物的生存，容許的變異性最大。 結果研究團隊發現：由16S核糖核酸定序發現，它們都是豌豆根瘤菌（ Rhizobium leguminosarum ）；但是當分析核心基因與輔助基因序列時發現，這72隻豌豆根瘤菌，彼此之間都不大一樣！ 多不一樣呢？研究團隊分析後發現，這些豌豆根瘤菌們可以被分成由A到E的五群。 圖片來源： Open Biology 當然，這些豌豆根瘤菌們的輔助基因差異更大。前面已經說過輔助基因指得是生物生長發育的非必需基因，簡單來說，沒有也死不了，所以可以容許較大的變異；在根瘤菌裡面，最著名的輔助基因就是與根瘤形成（ nod ，nodulation of the host plant）以及固氮（ nif 與 fix ）相關的基因了。這些基因決定了根瘤菌能不能與豆科植物共生、能與哪些豆科植物共生。 從上面的圖可以看到，同樣屬於B群的豌豆根瘤菌裡面，有些可以與野豌豆共生（紅色），有些可以與白三葉草共生（藍色）；在C群與E群裡面也看到同樣的情形。 由於與根瘤形成以及固氮相關的基因位於質體上（pRL10質體，2），這個結果顯示了根瘤菌也會互...