大部分的模式植物（擬南芥、煙草、番茄）都是C3植物。所謂的C3植物，指得是在大氣中將二氧化碳抓下來以後，直接將這個二氧化碳與核酮糖1,5-二磷酸（RuBP，ribulose 1,5-bisphosphate）進行反應，產生兩個三碳的化合物「3-磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate）」。而C4植物並不直接將抓下來的二氧化碳與RuBP進行反應，反而先把二氧化碳與磷酸烯醇丙酮酸（PEP，phosphoenolpyruvate）進行反應，產生四碳的化合物。也就是因為固碳後第一個產物不同，所以進行前者形式代謝的植物被稱為C3植物，進行後者形式代謝的植物被稱為C4植物。雖然大部分的模式植物是C3植物，但近年來隨著氣候變遷，耐旱又耐熱的C4糧食作物（粟、玉米、御穀、高梁）愈來愈重要，但它卻缺少一個適合的模式植物。
當然，過去也不少人以玉米作為模式植物，但它的缺點是植株大、生命週期長。高梁、粟與御穀也有同樣的缺點。最近由跨國的研究團隊找到了一個突變種的粟，它的生命週期短且植株矮小，很適合在實驗室裡大量種植。
 |
| 右為突變種的粟。 圖片來源：Nature Plants |
當然，研究團隊對於這個突變種的粟（研究團隊將它命名為xiaomi，我稱它為迷你粟）為什麼會提早開花又長得這麼嬌小很感興趣，分析的結果發現迷你粟其實是光敏素C（phytochrome C）的突變種。突變種無法產生具有功能的光敏素C蛋白。
光敏素是植物的光受器（photoreceptor），主要感受紅光與紅外光。光敏素C在擬南芥中被發現與開花週期有關。有趣的是，在擬南芥中光敏素C並不是所謂的「主要光敏素」（以擬南芥為例，A、B、C、D、E五個光敏素中，光敏素A與B為主要光敏素），但在粟裡面卻可以產生這樣大的影響。
研究團隊除了將迷你粟的基因體定序完成，也對迷你粟的十一種不同組織進行了轉錄體的定序。當然，擬南芥之所以能成為受歡迎的模式植物，還有另一個原因是它很容易轉殖；若轉殖迷你粟也相對容易的話，那麼它也可望成為受歡迎的C4模式植物。
參考文獻：
Nature Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-020-0747-7
留言
張貼留言