老葉的植物王國

  圖片來源：維基百科 隨著全球暖化，許多作物的產量都受到了影響。在主要糧食作物中，發源於安地斯山高地的馬鈴薯可能是影響最大的了！根據一項模擬預測，與目前的產量相比，到了 2050 年，印度 11 月中旬種植的馬鈴薯作物的產量可能會降低約 11％。同樣地，在中國半乾燥的地區，暖化實驗顯示，溫度上升可能導致馬鈴薯產量下降，當溫度上升 1.0-2.0°C 時下降 12.9-13.4%[1]。這些發現意味著，全球暖化可能會對馬鈴薯作物的生長和產量產生不利影響。 最近的一個研究[2]，可能提供了一部分的解決方案。 研究團隊發現，當他們提供馬鈴薯不同劑量的氮肥時，低氮肥（25與125 mg/L）反而可以讓馬鈴薯在第28天時形成了小型的塊莖，而使用較高氮肥（250與500 mg/L）的植株則只有莖蘇（stolons）而沒有塊莖。 當研究團隊使用高溫條件（白天攝氏30度、晚上攝氏28度）時，這些馬鈴薯形成塊莖的時間，相比於控制條件（攝氏21度和攝氏19度）就延遲了。這個現象，在高氮肥時更加惡化。所以，在全球暖化的狀況下，若想多用氮肥來提升馬鈴薯的產量，只會有揠苗助長的反效果。 那要怎樣才能提升馬鈴薯的產量呢？研究團隊發現，如果高量表現 SP6A 這個基因，就可以抵銷因為高溫所帶來的問題。在高溫條件下，經過基因改造以高量表現 SP6A 基因的馬鈴薯植物（ SP6A-OE 植物），即使在添加250或500 mg/L的條件下，其產量也與在正常控制條件下生長的野生型植物相當。這一發現顯示， SP6A 基因的高量表現可以有效地提高馬鈴薯對高溫壓力的耐受性，並且即使在高氮肥條件下也能維持良好的產量表現。 SP6A 是 self-pruning 6A 的簡稱，早期被發現與FT基因相關[3]，但後來發現與塊莖形成有關。其功能包括促進匍匐莖（stolons）向厚實的塊莖的發展，從而增加塊莖數量和產量；促進碳源向地下的塊莖等器官的分配，提高地下器官的碳源強度；調節碳源的分配，使得植物更有效地將碳源分配到發育中的塊莖；參與調控塊莖形成的激活過程，從而增加地下器官的強度。總而言之， SP6A 是馬鈴薯塊莖形成和生長的重要調節因子，有助於提高產量並促進地下器官的發育。 所以，這篇論文發現，雖然 SP6A 並非熱休克基因的一員，但是高量表現 SP6A 基因，就可以抵銷高溫對馬鈴薯的不利...