專題演講：常怡雍老師「發現葉綠素代謝新途徑」

12/11中午，我們請到了中研院農生中心副研究員常怡雍老師來跟我們分享他在葉綠素代謝上的新發現。

其實常老師的專長是研究高溫逆境的，這部分對於當前的世界很重要，畢竟全球暖化的結果就是高溫記錄會持續被打破，而植物不能靠移動來抗高溫，所以找到耐高溫的植物就變得非常重要。

葉綠素a。圖片來源：wiki

找到跟葉綠素代謝相關的突變株，可以說是一個美麗的意外。原本要找的是與耐高溫相關的突變株，在性狀篩選時，這兩株被命名為dlt3與dlt4。dlt是defect in long-term acquired thermotolerance的意思，也就是說，這些突變株無法在長時間的高溫（40℃）下正常生長發育。

卻沒想到這兩個突變株卻是與葉綠素代謝相關。常老師深入淺出的演講，讓我們了解到，性狀的篩選，有時也是會有意外；同時，由常老師的經驗我們也再次了解到，只要細心追查，總是會找到問題的所在的！

看期刊論文：Yao-Pin Lin, Tsung-yuan Lee, Ayumi Tanaka, Yee-yung Charng. 2014. Analysis of an Arabidopsis heat-sensitive mutant reveals that chlorophyll synthase is involved in reutilization of chlorophyllide during chlorophyll turnover. The Plant Journal. 80（1）：14–26.
看科普文：殊途同歸：由葉綠素合成酶（chlorophyll synthase）談生物的複雜性

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怎麼辦到的？變形藤（Boquila trifoliolata）模仿塑膠植物

左：原來的葉片。右：模仿的葉片。圖片來源：期刊之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」（ Boquila trifoliolata ），它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它為了減少自己被吃，發展出奇妙的變形能力：爬到誰身上就長得像誰。後來在2021年發現，它不只是形狀學得像，連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢？是寄主植物釋放了揮發性化合物？還是寄主植物跟它進行了基因的交換？還是它真的能「看」？研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物，這樣就可以排除前兩個因素了。結果「變形藤」還是學得維妙維肖，而且，一個月以後，它還學得更像。難道它真的會「看」嗎？只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。參考文獻： White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

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植物界的變色龍Boquila trifoliolata如何模仿？

圖片來源：維基百科信不信植物界也有變色龍？原產於南美洲智利中、南部與阿根廷的藤本植物 Boquila trifoliolata 在攀爬到其他樹上時，葉片的形狀會從原本的長鈍橢圓形三出複葉改變為宿主植物的形狀；甚至當它從一種植物攀爬到另一種植物時，葉片的型態也會跟著改變。過去的研究發現， Boquila trifoliolata 之所以做這樣的改變，可能是因為可以讓它避免被吃。但是到底「變色龍藤」是怎麼「看」到它攀爬上去的植物長什麼樣子呢？最近發表在Scientific Report上的研究發現，「變色龍藤」可能是從「宿主」的菌群（microbiota）得到資料。研究團隊收集了「變色龍藤」模仿「宿主」的葉片上的菌群（BR）、沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群（BT），以及「宿主」的菌群（RS）。結果發現，沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群（BT）與「宿主」的菌群（RS）之間只有共享了79個獨特的OTU（操作分類單元，可能代表細菌的屬或種），但模仿「宿主」的葉片上的菌群（BR）與「宿主」的菌群（RS）之間卻共享了255個獨特的OTU！更有趣的是，沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群（BT）與模仿「宿主」的葉片上的菌群（BR）間也只共享了33個OTU。這個結果顯示了，「變色龍藤」能模仿「宿主」的型態，與它們之間共享的菌群高度相關。但是究竟「變色龍藤」是如何從這些菌群得到資料？這就有待進一步的研究了。參考文獻： Gianoli, E., González-Teuber, M., Vilo, C. et al. Endophytic bacterial communities are associated with leaf mimicry in the vine Boquila trifoliolata. Sci Rep 11, 22673 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-02229-8

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