植物之間的「耳語」...

看過菟絲子（Cuscuta spp.）嗎？這種寄生植物喜歡把它長長的莖纏繞在其他植物上，然後再將它的吸器（haustorium）插入植物的莖來吸取養分。嚴重時可以使寄主植物死亡呢！

菟絲子。圖片來源：維基百科

不知道大家有沒有想過，為何被寄生的植物就那麼乖都不抵抗呢？雖然我們也會看到植物被小花蔓澤蘭爬滿而死亡，但是小花蔓澤蘭並不是寄生在植物上，所以植物大概也不知道要如何抵抗吧！但是菟絲子可是會侵入寄主植物的，怎麼植物都不知道要抗議呢？

最近維吉尼亞理工學院（Virginia Tech）的研究團隊發現，原來菟絲子在寄生的時候，會將自己的信息RNA（messenger RNA）送入寄主；而寄主也會送一些自己的信息RNA給菟絲子喔！

怎麼發現的呢？研究團隊利用菟絲子的吸器只會朝寄主莖的中間深入，而不會遍佈寄主全身的這個特性，挑選了三個部位，分離出它們的mRNA：

圖片來源：Science

如上圖A，這三個部位分別是：寄主的莖（HS）、寄主的莖與菟絲子的接觸部位（I）、以及靠近寄主的菟絲子的莖（PS）。照理說，既然菟絲子不會遍佈寄主全身，那麼HS就不可能會有菟絲子的信息RNA了。

分離出信息RNA之後，因為信息RNA並不穩定，所以研究團隊利用反轉錄酶（reverse transcriptase），將信息RNA先反轉錄為互補DNA（complementary DNA），然後再將互補DNA進行分析。研究團隊為了後續分析方便，還將這些互補DNA做成「互補DNA文庫」（cDNA libraries）。

將文庫內的互補DNA定序並仔細地分析與比較後，研究團隊發現，菟絲子會把自己的信息RNA送進寄主的組織中，而寄主也會把自己的信息RNA送給菟絲子（見上圖B）。也就是說，寄主跟寄生生物之間，有「交談」發生喔！

寄生生物會送自己的信息RNA、甚至DNA到寄主的體內，這並不是先例；許多病毒在感染寄主的時候都會做這樣的事情；而農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）在感染植物時，也會將自己的一段DNA送到植物體內。但是被寄生的生物將自己的信息RNA送到寄生生物體內，這倒是第一遭呢！

究竟它們在「談」什麼呢？目前大概的分析顯示，最大宗的分別是跟代謝有關的基因，以及對刺激作出反應的基因。但是到底它們談話的詳細內容是什麼？研究團隊說，請大家期待「續集」喔！

參考文獻：

Gunjune Kim, Megan L. LeBlanc, Eric K. Wafula, Claude W. dePamphilis, James H. Westwood. 2014. Genomic-scale exchange of mRNA between a parasitic plant and its hosts. Science. 345(6198)：808-811.DOI: 10.1126/science.1253122