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影響水稻節間（internode）延長的基因

 

圖片來源：維基百科

扣掉動物食用的部分，稻米是世界第二大穀物。根據聯合國農糧署的資料，2018年全世界稻米產量為7.82億噸，東亞產量為2億3千1百08萬公噸，約為29.6%。臺灣2018年稻米產量為194萬9769公噸，約佔東亞產量的0.84%。

世界不同區域種植的水稻種類/品系也有不同。在南亞與西非種的是可以耐洪水的深水稻（deepwater rice），在其他地區種植的則大多是一般的水稻。深水稻在洪水來臨的時候會進行節間（葉子在莖上附著的位置稱為節，兩個節之間的莖就是節間）的延長，讓它的莖長到水面以上，可以持續地呼吸而不會窒息而死。但一般水稻在洪水來臨時就不會進行這樣的反應了。

最近日本名古屋大學的研究團隊發現了兩個與水稻節間延長相關的基因：ACCELERATOR OF INTERNODE ELONGATION 1 (ACE1) 與 DECELERATOR OF INTERNODE ELONGATION 1 (DEC1)。這兩個基因在水稻中互相拮抗，從而影響水稻的節間延長。

在深水稻中，吉貝素（GA，gibberellic acid）與ACE1會共同作用來使水稻的節間延長。一般水稻缺少有功能的ACE1基因。而深水稻與一般水稻都有DEC1基因：在深水稻中，淹水或是吉貝素都可以抑制DEC1的表現，讓節間停止延長；但是在一般水稻中，DEC1並不會受到淹水或吉貝素的影響。

到底吉貝素在不同水稻種類/品系中是如何調節這兩個基因的表現，以及這兩個基因是透過什麼樣的機制來影響水稻的節間延長，還需要進一步的研究。另外，研究團隊也發現其他的禾本科植物--如大麥--也有這兩個基因。到底這兩個基因在其他禾本科植物扮演什麼樣的角色，也很值得探討。

參考文獻：

Keisuke Nagai, Yoshinao Mori, Shin Ishikawa, Tomoyuki Furuta, Rico Gamuyao, Yoko Niimi, Tokunori Hobo, Moyuri Fukuda, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Atsushi Fukushima, Yasuyo Himuro, Masatomo Kobayashi, Wataru Ackley, Hiroshi Hisano, Kazuhiro Sato, Aya Yoshida, Jianzhong Wu, Hitoshi Sakakibara, Yutaka Sato, Hiroyuki Tsuji, Takashi Akagi, Motoyuki Ashikari. Antagonistic regulation of the gibberellic acid response during stem growth in rice. Nature, 2020; 584 (7819): 109 DOI: 10.1038/s41586-020-2501-8

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