跳到主要內容

馬雅人使每株木瓜都能結果

木瓜。圖片來源:wiki

小時候常聽長輩說,木瓜(Carica papaya)有公有母,公的木瓜不會結果,所以只要砍到剩一株就好。那時候覺得真有意思,原來植物跟人一樣有性別。

長大以後卻發現,好像每株木瓜都能結果?那麼小時候長輩說的公母木瓜去哪裡了?筆者上網找資料,得到的結果是:木瓜的確有公母,不過栽培種的木瓜卻沒有公的,只有雌雄同體(hermaphrodite,約佔三分之二)與母的;野生的木瓜大約公母各半。

那麼,究竟栽培種的雌雄同體木瓜是怎麼來的?過去的研究發現,木瓜的性別確認,說像人也不像;怎麼說呢?原來木瓜的性別也是由Y染色體決定(跟人很像),但是跟人不像的點是,人的Y染色體比X小,但是木瓜的Y染色體比X長(1)。

那麼,雌雄同體的木瓜呢?雌雄同體木瓜的Y染色體被稱為Yh染色體,除掉一段有八千多個鹼基對(base-pair)的反轉位子(Ty3-gypsy retrotransposon)之外,Y染色體與Yh染色體在性別決定區域(在Y染色體稱為male-specific region,MSY 或是在Yh染色體稱為 hermaphrodite-specific region,HSY)非常相似(差距在0.4%左右)(2)。後來也發現,雌雄同體的木瓜之所以不會產生雄樹是因為,Y染色體顯然少了一些重要的基因,造成YY基因型(不論是YY、YYh或YhYh)的木瓜胚胎大約在授粉後25-50天就停止發育了。

過去有些研究認為,木瓜的Y以及Yh染色體約在七萬三千年前演化出來,因此認定雌雄同體的木瓜是自然演化的結果;最近一個跨國的研究發現,其實木瓜的Yh染色體大約在4000年前才出現在中美洲,大約與馬雅文明的興起同時。

為什麼他們會導出跟以前的人如此不同的結論呢?其中之一是,研究團隊在MSY與HSY裡面發現了反轉位子。過去的研究都將反轉位子列入比對,造成相似度大幅下降。另一個原因則是,研究團隊找了36個品系(其中12個為商業的雌雄同體品系,另外24個為野生木瓜的雄樹)來進行定序與比對。過去研究的結論,只根據一筆資料的定序結果。

分析野生木瓜的雄樹也幫助研究團隊發現,現代木瓜應該是源自於中美洲哥斯大黎加的北太平洋岸區。野生木瓜的Y染色體,依據MSY區域可分為三型,其中與Yh染色體最像的就是位於哥斯大黎加北太平洋岸區的MSY3。

台灣的水果實在是又多又好,因此我們不太覺得木瓜有什麼特別的地方。事實上,木瓜是最受歡迎的熱帶水果之一,若不計入香蕉與柳橙,木瓜產量世界第三,僅次於芒果與鳳梨(3)。

台灣在1940年代前因木瓜品種不佳(不知是否就是有公有母的那種?),所以木瓜的栽培不盛。後來引進國外品種以及自行育種後,木瓜的栽培一度極盛,甚至在1970年代還外銷日本賺取外匯;直到1980年代輪點病毒肆虐後才漸趨沈寂(4)。

研究團隊之所以對木瓜的性別決定系統感興趣,是想要找出抑制雌性的基因(female suppressor gene)。動物的Y染色體在演化的非常早期便已出現,要由基因上尋找較為不易;而木瓜則因為具有Y與Yh染色體兩種,研究者可以經由比較這兩個染色體找到抑制雌性形成的基因(們)。

當然,因此而發現雌雄同體的木瓜的產生應該與馬雅文明相關,也算是意外的發現。馬雅人應該是在選種時有意識地保留了雌雄同體的木瓜,畢竟不需要雄樹的存在便可以結果,對人類來說是方便得多了。

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

1. Ming R. et. al. 2011. Sex chromosomes in land plants. Annu. Rev. Plant. Biol. 62:485-514.
2. VanBuren R. et. al. 2015. Origin and domestication of papaya Yh chromosome. Genome Research. 3. Wikipedia. Papaya.
4. 李文立。2009。木瓜栽培管理手冊

留言

這個網誌中的熱門文章

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。

吃太多光果甘草(liquorice)會有不良作用

  光果甘草。圖片來源: 維基百科 。 光果甘草(liquorice, Glycyrrhiza glabra )又稱為洋甘草,為豆科甘草屬下的一個種,在中國、西亞與南歐都有分布。一般人們會取它的根來製作糖果,在歐美蠻受歡迎的。英文名稱liqurice來自於希臘文的 glycyrrhiza ,意思就是「甜的根」:「 glukus 」意為「甜」,「 rhiza 」意為「根」。它也是中藥甘草的一種,乾燥的根及根莖性味偏涼,加工(蜜炙)後則性味偏溫,各有不同功效。 光果甘草除了可以用來製作糖果,也用於傳統醫學與草藥學。但是光果甘草含有甘草酸(Glycyrrhizin 或 glycyrrhizic acid),如每日每公斤體重服用超過2毫克(2 mg/kg/day)可導致低血鉀、血壓上升、肌肉無力等症狀。 最近發表在《新英格蘭醫學雜誌》上的 一篇文章 提到,一位54歲的建築工人,因為每天吃一包半的光果甘草糖,連吃了幾個星期,結果死於突發的心臟驟停(cardiac arrest)。 醫師認為他的死亡與甘草酸有關。甘草酸是一種皂素(saponin),屬於植物的次級代謝物,由一分子的甘草次酸(glycyrrhetinic acid)與兩分子的葡萄糖醛酸(Glucuronic acid)組成。 甘草糖。圖片來源: 維基百科 。 雖然醫師認為他的死亡與食用大量的甘草糖脫不了關係,但醫師也注意到死者的飲食並不健康。他一向吃很多糖,只是最近幾週改吃甘草糖。 光果甘草與中藥的甘草( G. uralensis )是近親,兩者同屬不同種。中藥的甘草也含有甘草酸,幸好華人文化裡並沒有把甘草做成糖果的習慣,所以應該不會發生甘草酸中毒的情形。 補充:2020/10/10發現了一個影片,裡面提到這個病例以及甘草酸致死的機轉:因為甘草酸的結構跟皮質醇(cortisol)很像,所以會引發類似的效應。 影片裡面提到,現在在美國要買到真的liquorice其實並不容易,大部分都是人工甘味...所以這位仁兄真的很厲害可以買到真的liquorice。 2022/04/07:最近有一篇研究報告提到,甘草酸與甘草次酸有抗癌的活性,而且還能抑制SARS-CoV2的複製。看起來很有趣,但考慮到甘草酸與甘草次酸的毒性,似乎還是要小心使用比較好。 參考文獻: Case 30-2020: A 54-Year-Old ...

《後宮甄嬛傳》之夕顏是什麼?

 在《後宮甄嬛傳》第十七集,甄嬛溜出七夕夜宴,在桐花台遇到果郡王,結果討論起桐花台上的小花。 截圖取自八大電視YouTube頻道 根據甄嬛所說,這小花名叫牽牛花,看花的顏色也的確是(雖然很明顯是假花,這讓人很不滿);接著果郡王就說,這花另外還有個名字叫做「夕顏」。這一整段其實都錯了。 俗名為牽牛花( Ipomoea nil )的植物其實又名「朝顏」(morning glory),是旋花科番薯屬的植物。朝顏是日本人對它的稱呼,因為都是早上開花,中午就謝了,所以被稱做朝顏。所以,七夕夜宴時桐花台角落的小花,既然是晚上還在開,就不可能是牽牛花(朝顏)。 那麼,有沒有夕顏這種植物呢? 根據網路搜尋的結果,夕顏可能是葫蘆花(瓠瓜花)。瓠瓜( Lagenaria siceraria )也稱為扁蒲,總是在傍晚開花,所以就得了「夕顏」這個風雅的名稱。 瓠瓜的花是白色的,所以影片裡的花也不可能是瓠瓜花。 其實看影片裡的植物的型態應該是牽牛花沒錯,但是牽牛花不會在晚上開花;而夕顏也不是牽牛花,瓠瓜也不會開這樣顏色的花。 《後宮甄嬛傳》的布景華麗、人物的妝容精緻,但是植物卻搞了個大烏龍;雖然菊花與牡丹都是真貨,可是這麼重要的夕顏卻完全搞錯,另外幾個荷花出場的地方也全部用了假花,真是可惜。 其實中山大學的顏聖紘老師也曾指出,在第33-34集中,甄嬛請果郡王幫她捉蝴蝶,那些蝴蝶也有許多不是當地的物種。在那個時代,應該不會有洋蝴蝶出現在昌平行宮吧! 3/8/2022:有讀者來信說,旋花科番薯屬的 Ipomoea alba 也叫做夕顏,是傍晚開花沒錯。  我查了一下,如果根據 英文維基百科 的資料, Ipomoea alba 在中國並沒有分布;但是中文維基的資料卻說中國有。 這讓我有點困擾,一般來說我比較相信英文維基的資料...不知道大家覺得呢? 當然, Ipomoea alba 的花是白色或粉色的,而劇中的「夕顏」花卻是藍色的,應該不是 Ipomoea alba 。