多葉鰓海麒麟（Plakobranchus ocellatus）如何保持葉綠體的活性？

光合作用（photosynthesis）是植物專屬的反應嗎？過去的一些發現，對這個問題的答案只能說「應該是」。

為什麼會這樣說，那是因為，雖然有些動物可以靠光合作用獲取養分，但牠們都是藉助植物的幫助。

如斑點鈍口螈（Ambystoma maculatum）的胚胎會藉由與Oophila amblystomatis這種單細胞藻類共生，從植物獲取養分。另外，綠葉海天牛（Elysia chlorotica）可以把吃進去的綠藻的葉綠體保存在自己的細胞內九個月，讓這些葉綠體幫牠們合成養分。

能讓這些葉綠體存活九個月，這是很了不起的成就。因為光合作用所需的許多酵素必須時時更新，而葉綠體內部的蛋白質有90%來自細胞核。

這是否代表了，綠葉海天牛的細胞核中，有葉綠體的基因呢？2014年的研究發現，綠藻的prk基因（phosphoribulokinase，負責卡爾文循環的最後一個反應）果然存在於綠葉海天牛的幼體與成體中。

但是光是一個基因，並不足以補充所有葉綠體在這九個月裡面需要補充的基因；這也讓到底這些能「偷」植物的葉綠體（稱為kleptoplasty，klept(o)-：偷；-plasty：原始的生命單位[plast]，名詞後面加y）的生物，顯得更加神秘。

最近有研究團隊對這個現象實在是好奇得不得了，所以他們決定要把多葉鰓海麒麟（Plakobranchus ocellatus，一種海天牛）的全基因定序，希望能夠瞭解，究竟這些神秘的軟體動物是怎麼保持葉綠體活在牠們的體內的。

結果更讓人不解！多葉鰓海麒麟的基因體內，沒有任何葉綠體相關的基因！但是牠們的確可以讓葉綠體存活在體內，且這些葉綠體也都有發揮功能。

所以到底是怎麼回是呢？這就需要更多的研究了～

參考文獻：

Taro Maeda, Shunichi Takahashi, Takao Yoshida, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Yukiko Nagai, Atsushi Toyoda, Yutaka Suzuki, Asuka Arimoto, Hisaki Ishii, Nori Satoh, Tomoaki Nishiyama, Mitsuyasu Hasebe, Tadashi Maruyama, Jun Minagawa, Junichi Obokata, Shuji Shigenobu. Chloroplast acquisition without the gene transfer in kleptoplastic sea slugs, Plakobranchus ocellatus. eLife, 2021; 10 DOI: 10.7554/eLife.60176

留言

這個網誌中的熱門文章

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

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

閱讀完整內容

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

老葉的植物王國

搜尋此網誌