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氮對植物細胞層面的影響

 

圖片來源：維基百科

氮（nitrogen）是植物必需元素之一，對植物的生長發育非常重要。蛋白質與核酸帶有大量的氮，碳水化合物與脂肪也有少量的氮。缺氮的植物會出現淡綠色且小的葉片、提早開花等症狀；如長期慢性缺氮則會出現花青素（anthocyanin）累積，造成葉片呈現銅紅色。

為了瞭解氮對植物的影響，最近有研究團隊以阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）為模式，將阿拉伯芥先在水耕狀況下養在只有1 mM銨（ammonium）的狀況下兩週，再以氮肥（5 mM KNO3）處理。研究團隊於五分鐘或二十分鐘時萃取蛋白質，將這些蛋白質以液相層析合併質譜儀（liquid chromatography and mass spectrometry），分析所含有的磷酸化的蛋白質組成。

結果發現，有176個蛋白質在以氮肥處理過後有顯著的改變。五分鐘時產生改變的，主要是蛋白質激酶與轉錄因子；二十分鐘時產生改變的，主要與運輸蛋白及賀爾蒙代謝有關。分析結果發現，缺乏NRT1.1這個運輸蛋白（同時也是氮受器）所產生的變化非常巨大，顯示了這個蛋白的確是居於氮運輸的主要地位。缺少NRT1.1的突變株，在以5 mM KNO3處理後，與野生種相比只有百分之四的基因有反應。

另一個有趣的發現是，生長素（auxin）的合成也與氮有關。其實想想也不大意外，畢竟生長素可以用色胺酸（tryptophan）合成，所以有關應該也是意料之中的。過去發現NRT1.1也可以運輸生長素。研究團隊發現生長素運輸蛋白PIN2的第439個胺基酸（絲胺酸，serine）的磷酸化受到氮的影響。在以氮肥處理五分鐘後，PIN2的磷酸化降低了75%。這個絲胺酸的磷酸化程度，也會受到生長素的抑制；但究竟它對PIN2的功能有什麼影響，還需要進一步的研究。

參考文獻：

Nitrate triggered phosphoproteome changes and a PIN2 phosphosite modulating root system architecture
Andrea Vega Isabel Fredes José O’Brien Zhouxin Shen Krisztina Ötvös Rashed Abualia Eva Benkova Steven P Briggs Rodrigo A Gutiérrez
EMBO reports (2021) e51813.https://doi.org/10.15252/embr.202051813

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高麗菜（cabbage）

  圖片來源： 維基百科 小時候在家，媽媽很常做炒高麗菜。用蔥爆香或是加一點豬油渣來拌炒，是餐桌上常見的料理。但是比起空心菜（甕菜）、芹菜、韭菜等味道濃烈的菜，炒高麗菜味道可能真的太平凡了，所以沒有太多印象。 大學畢業後出國唸書，發現國外的高麗菜實在太便宜了！好大一棵高麗菜（英文名稱為cabbage）才十九美分，台幣還不到十元。在生活水準高於台灣的美國，雖然學校提供獎學金，但還是常有捉襟見肘之感，一看到這麼便宜的高麗菜自然是欣喜萬分，想都不想就立刻買了一棵回家煮，卻沒想到滋味與台灣的高麗菜有雲泥之別。美國的高麗菜幾乎沒有菜味，吃起來味同嚼蠟，令人大失所望。雖說如此，但為了省錢，在國外的日子還是很常買高麗菜的。 等畢業到了加州才發現，原來美國的高麗菜與台灣的是不同品系。美國的高麗菜呈圓球型，裡面的葉子很多都還是綠的；台灣的高麗菜呈橢圓球型，裡面的葉子是淺黃色。美國人其實不常吃煮熟的高麗菜，他們多半都是洗乾淨了做生菜沙拉吃。印象中美國人似乎不大喜歡味道濃烈的蔬菜，不只是高麗菜淡而無味，他們的萵苣、茄子、胡蘿蔔味道都比台灣的淡得多了。其實台灣還有味道更好的「高山高麗菜」：尖頭型的高山高麗菜，滋味比橢圓球型的平地高麗菜更好，但在高山上種植高麗菜會造成水土保持不良、導致土石流，所以還是吃平地高麗菜對環境比較友善。 學名為甘藍的「高麗菜」，又名捲心菜、洋白菜、圓白菜、球白菜、大頭菜、蓮花菜、疙瘩白，古名俄羅斯菘 ，不論在東亞或是在歐美，都是很常見的蔬菜。原產於地中海至北海沿岸的甘藍，是十字花科蕓薹屬的二年生草本植物，從羅馬時代就是很受歡迎的蔬菜。不過當時的甘藍並沒有捲心品種，而是長得有點像小白菜的樣子。歐洲人馴化了甘藍後，發現甘藍很容易出現不同的變異，便開始育種產生了花椰菜、青花菜、結球甘藍（也就是俗稱的「高麗菜」）、球芽甘藍等變種。結球甘藍大約在十三世紀時出現，十六世紀時傳入北美洲與中國大陸 ，再輾轉傳入台灣。結球甘藍在台灣最早的紀錄可能是康熙、乾隆年間出版的《台灣府志》，裡面把它稱為「番芥藍」。最近有一篇 關於結球萵苣（或稱為捲心）的研究 ，發現結球萵苣是因為 LsKN1 這個基因遭到一個類CACTA轉位子（CACTA-like transposon）的插入，使它以不完整的形式高度表現後，轉而去抑制另一個基因 LsAS1 的啟動子，造成 LsAS1 基因...
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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 。
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秋葵（Abelmoschus esculentus）

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