細胞分裂素（cytokinin）如何啟動細胞分裂？

trans-Zeatin，細胞分裂素的一種。圖片來源：維基百科

細胞分裂素（cytokinin）是植物的六大賀爾蒙之一，從名字就可以看出來，它與細胞分裂息息相關。

最早的研究原本不認為植物會產生化合物來刺激自己進行細胞分裂，直到發現了trans-Zeatin後，科學家們才認知到植物也是有這種賀爾蒙的。許多研究都發現，生長素（auxin）與細胞分裂素應該是植物的必須賀爾蒙；因為到目前為止找不到任何突變株完全不能合成或感應這兩個賀爾蒙。

最近的研究發現，細胞分裂素透過一個轉錄因子（transcription factor）MYB3R4來啟動細胞分裂。

MYB3R4平常主要位於細胞質中，當細胞處於G2→M階段時，細胞分裂素分泌，MYB3R4便進入細胞核（同時它的轉錄也上升），啟動正向回饋，讓許多與細胞分裂相關的基因都開始表現，於是細胞開始進行有絲分裂（mitosis）與細胞質分裂（cytokinesis）。

研究團隊為了要證實MYB3R4的確與細胞分裂有關，以基因工程的方法改造了MYB3R4，讓其中的兩個胺基酸（分別為苯丙胺酸與白胺酸）突變為丙胺酸。改造後的MYB3R4只會停留在細胞核內，產生了類似加入細胞分裂素的效果，證實了這個基因的確與細胞分裂有關。

參考文獻：

Molecular mechanism of cytokinin-activated cell division in Arabidopsis BY WEIBING YANG, SANDRA CORTIJO, NIKLAS KORSBO, PAWEL ROSZAK, KATHARINA SCHIESSL, ARAM GURZADYAN, RAYMOND WIGHTMAN, HENRIK JÖNSSON, ELLIOT MEYEROWITZ SCIENCE26 MAR 2021 : 1350-1355

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。

閱讀完整內容

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.

閱讀完整內容

秘魯傳統與現代：如何耕作（tillage）影響了土壤下的微生物世界

Chiwa （左）與 barbecho（右）。圖片來源：Sci. Rep. 以前的人認為耕作可以「把土翻鬆」對植物有益，但近年來的研究卻發現，耕作會干擾土壤聚合，所以有了所謂的「免耕耕作」（no-till farming）。但是收穫後都不翻土，任由雜草叢生，也會造成操作上的一些困擾。或許有限度的翻土，讓操作方便，也不會太擾動土壤，是否比較可行呢？最近在秘魯的研究，提供了一些資訊。研究團隊探討了秘魯安第斯山脈傳統種植馬鈴薯的耕作系統對土壤微生物群落的影響。他們比較了「chiwa」（最小耕作）和「barbecho」（全耕作）兩種傳統耕作系統對土壤細菌多樣性、均勻度、群落組成和功能的影響。「Chiwa」是一種最小耕作系統（MTS），其中常用「chakitaklla」（圖）。這種前印加時期的工具用於腳來定位，由一根長0.8至2.5米的木頭和一根長75至300毫米的金屬條製成。在這種MTS中，「chakitaklla」被用於草地上，以穿孔處植入馬鈴薯種子，種子被埋在0.1至0.2米的深度，並用相同的土壤覆蓋。三到四週後，種植區域附近的土壤被翻轉或翻面，形成種子塊莖上的土堤。相對的，「barbecho」則是使用類似犁的由牛來拉的工具，甚至會使用耕耘機。研究團隊發現，這兩種耕作系統雖然共享許多代謝途徑，但在厭氧途徑和多樣性途徑上存在差異，顯示了土壤管理對維持健康土壤微生物群落的重要性。他們發現，「chiwa」耕作系統，即最小耕作方法，顯示出比「barbecho」耕作系統，即全耕作方法，更高的微生物多樣性。這說明在較少干擾土壤的情況下，能夠支持更廣泛的微生物群落，這對土壤健康和生態系統功能是非常重要的。分析顯示「chiwa」耕作系統比「barbecho」耕作系統展現了更多的厭氧途徑。這意味著在較少干擾土壤的情況下，能夠促進特定微生物群落的發展，這些群落在厭氧條件下更為活躍。這一發現強調了傳統最小耕作方法在維持土壤微生物多樣性和功能上的潛在優勢。研究強調了利用微生物生物指標來評估耕作系統影響的潛力，這些發現為理解傳統耕作系統下秘魯農業土壤的微生物群落及其生態提供了新的見解。論文中沒有提到哪一種耕作法馬鈴薯產量比較高，這是比較可惜的事。參考文獻： García-Serquén, A.L., Chumbe-Nolasco, L.D., N

閱讀完整內容

老葉的植物王國

搜尋此網誌