老葉的植物王國

  A is for auxin, Agrobacterium, abscisic acid B is for bud, brassinosteroid  C is for chloroplast, cytokinin, Casparian strip D is for dormancy  E is for ethylene  F is for forest, flower, fluence G is for gibberellin, grafting, gravitropism H is for hydathode  I is for internode, imbibition J is for jasmonic acid  K is for kinesin, Kranz anatomy L is for Leaf  M is for meristem, mycorrhiza N is for nitrogen, nodule O is for oxygen  P is for photosynthesis, photorespiration, plasmodesmata, plant, phloem, phytochrome, pollen Q is for quantum  R is for root, Rhizobium S is for seed, stomata, shoot T is for trichrome  U is for Ureides  V is for Venus flytrap  W is for water  X is for xylem, xanthophyll Y is for yucca  Z is for Zeaxanthin, zeatin

  圖片來源：維基百科 錳（Mn 2+ ，manganese）是植物的必需元素之一，植物光合作用時的OEC（oxygen evolving center）是一個含錳的蛋白質。沒有OEC的作用，光反應就無法進行。 但是，植物究竟是怎麼感應到錳的存在呢？最近以阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）為模型進行的研究發現，植物的根部有一群特殊的表皮細胞對錳特別敏感。這些細胞在土壤中缺少錳的時候，細胞內的鈣離子（Ca 2+ ）濃度會上升。 鈣離子濃度上升會活化兩個蛋白質激酶CPK21與CPK23。這兩個激酶的活化，會使得一個稱為NRAMP1的蛋白質表現量上升。 NRAMP1是一個高親和力的錳離子運輸蛋白，當它表現量上升時，就會加速錳離子的吸收。實驗也發現，同時缺少CPK21與CPK23的植物在缺錳時出現生長停滯與根部發育不良的狀況，而高量表現這兩個激酶會使得植物對低錳的狀況耐受度提高。 進一步的研究發現，NRAMP1上面的第498個胺基酸（蘇胺酸，Thr）會被蛋白質激酶磷酸化，從而調節其活性。 也就是說，當植物根部一群細胞感應到錳離子下降時，會出現鈣離子上升的狀況，而鈣離子上升活化了CPK21與CPK23這兩個蛋白質激酶，接著使NRAMP1表現量上升以及磷酸化，讓植物可以吸收更多的錳。 參考文獻： Dali Fu, Zhenqian Zhang, Lukas Wallrad, Zhangqing Wang, Stefanie Höller, ChuanFeng Ju, Ina Schmitz-Thom, Panpan Huang, Lei Wang, Edgar Peiter, Jörg Kudla, Cun Wang. Ca 2+ -dependent phosphorylation of NRAMP1 by CPK21 and CPK23 facilitates manganese uptake and homeostasis in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (40) DOI: 10.1073/pnas.2204574119

  圖片來源： Washington University in St. Louis 雜草型紅米（weedy rice）與栽培種水稻是同種的植物，但是雜草型紅米產量低、品質不良，所以一直都是被當作雜草來剷除。過去有 研究 顯示，雜草型紅米是綠色革命的副產物，是栽培種水稻的野化版本。 最近在美國的阿肯色州有一項研究發現，雜草型紅米已經從栽培種水稻取得了抗除草劑基因，對除草劑咪唑啉酮（imidazolinone）產生了抗藥性。 這怎麼會發生的？原來科學家發現的一個品系的水稻因為乙醯乳酸合成酶（ALS，acetolactate synthase）發生了點突變之後，對除草劑咪唑啉酮產生了抗藥性；於是他們就將這個突變基因導入栽培種水稻中，並取得專利（稱為Clearfield）。於是農夫種了這種水稻後，只要噴灑咪唑啉酮除草劑，就可以有效除去其他雜草了。 抗除草劑水稻於2002年引進阿肯色州，但是在2004年已經有農民注意到一些雜草型紅米開始對除草劑產生抗性。 最近的研究發現，這些對除草劑產生抗性的雜草型紅米，的確與栽培種水稻發生了雜交。過去的研究認為水稻是自交作物，發生異交（outcrossing）的機率小於百分之一。當然，小於百分之一意味著還是會發生，而透過人為噴灑除草劑不斷地主動篩選掉對除草劑敏感的植株，於是留下的便都是抗除草劑的雜草型紅米了。 研究團隊認為，除了抗除草劑品系提供了抗除草劑的基因之外，近年來引進了雜交水稻也間接地提升了異交的發生率。 參考文獻： Marshall J. Wedger, Nilda Roma-Burgos, Kenneth M. Olsen. Genomic revolution of US weedy rice in response to 21st century agricultural technologies. Communications Biology, 2022; 5 (1) DOI: 10.1038/s42003-022-03803-0

  圖片來源： 維基百科 最近這些年因為氣候變遷的關係，極端氣候不斷出現。臺灣前年鬧了旱災，今年又度過了一個沒有颱風警報的七、八月，號稱「雨港」的基隆已經很長一段時間沒有下雨，都快要限水了。在新聞裡也常聽到農作物因為缺水而乾枯死亡，造成農業上巨大的損失。 植物在缺水的時候，生長會先變得緩慢，若缺水的狀況沒有改善，最後就會死亡。由於農業是「看天吃飯」的行業，在極端氣候不斷出現的近幾年，如何提升農作物抗旱的能力，也成為一個重要的課題。 最近有一個有趣的研究發現，只要在一公升的水中加入0.61毫升的75%酒精（乙醇），用它來幫植物澆水連澆三天，植物抗旱的能力就大為上升。 為什麼會想到給植物喝酒呢？原來是過去的研究發現，植物在缺水的時候乙醇脫氫酶1（ADH1，alcohol dehydrogenase 1）的表現量會上升。由於乙醇脫氫酶負責將乙醛（acetaldehyde）轉換成為酒精，也會將酒精轉換成為乙醛，所以研究團隊就想試試看，到底加入酒精會不會影響植物抗旱的能力。 研究團隊先以阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）為樣本做測試，測試了5mM、10mM、20mM三種濃度，結果發現10mM的對於提升抗旱能力的效果最好。10mM換算起來，就相當於每公升水中加入0.46公克的酒精；如果以最容易購買的消毒用酒精（75%）來算的話，就是取0.61毫升的75%酒精，再加水加到一公升就是了。 研究團隊發現，這個結果也能延伸到農作物，只是使用的酒精濃度要高些：小麥需要50mM的酒精、水稻則需要100mM的酒精。由於酒精並不貴，所以如果看氣象預報知道最近好一陣子不會下雨的話，可以考慮用酒精水灌溉個三天，來提升植物抗旱的能力。 如果把酒精濃度換算成酒的度數的話，水稻大概需要0.46度的酒來幫助他抗旱。一般啤酒的度數都還比這個濃10倍，所以請水稻喝酒大概還要稀釋一下吧，哈哈！ 參考文獻： Khurram Bashir, Daisuke Todaka, Sultana Rasheed, Akihiro Matsui, Zarnab Ahmad, Kaori Sako, Yoshinori Utsumi, Anh Thu Vu, Maho Tanaka, Satoshi Takahashi, Junko Ishida, Yuuri Tsuboi, Shunsuke Watan

  圖片來源：老葉 彎彎曲曲樹（ Decarya madagascariensis Choux），也稱為馬達加斯加樹，是原生於馬達加斯加的龍樹科（Didiereaceae）的植物，英文俗名是zig-zag cactus。如果考慮英文俗名的話，或許就應該稱呼它彎彎曲曲樹。 它的屬下就只有這一種，屬名則是為了紀念Raymond Decary （1891–1973）這位植物學家。Raymond Decary是法國人，曾在馬達加斯加島上幫法國的自然博物館收集過樣本。根據法文版的維基百科，Raymond Decary應該也是當地的行政人員，閒暇時收集了超過四萬個動植物樣本。或許應該說他是植物學家，閒暇時擔任行政人員？哈哈。 兩次看到彎彎曲曲樹都是在家樂福，上次看到時狀況不佳，沒有購入；回去後悔了想買，下一週去的時候已經下架了。這次又看到就手刀購入了。不知道好不好種？上網查了一下資料，好像是重水、重肥、重陽光的植物。根據中文的維基百科，它的花是兩性花。 參考文獻： Wikipedia. Decarya . Wikipedia. Raymond Decary . （法文） 維基百科.  馬達加斯加樹 。

  玉米蘑菇或玉米烏米。圖片來源： 維基百科 大家吃過「玉米烏米」或「玉米蘑菇」嗎？它是玉米黑粉菌（ Ustilago maydis ）的菌癭。玉米黑粉菌會寄生在玉米上，如果寄生的部位剛好是果實，就會長出菌癭。 據說墨西哥人很愛吃，還取了名字叫做墨西哥松露（huitlacoche）。筆者吃過一次，覺得還好，不會特別美味。 許多微生物寄生在植物上都會造成菌癭，在台灣最有名的可能是茭白筍。宋朝以前種植茭白，主要是為了吃它的米（菰米，稱為「雕胡」），後來才慢慢演變成吃它受到黑穗菌感染的莖。但是到底為什麼這些微生物會讓植物長出菌癭呢？最近德國的研究發現了關鍵。 在玉米黑粉菌裡面有五個相鄰的基因，稱為 Tip1 到 Tip5 。這五個基因會解除玉米中一個稱為 Topless 的基因對生長素（auxin）合成的抑制。研究團隊發現 Tip1 到 Tip4 都會與 Topless 蛋白的N端結合，從而抑制它抑制生長素合成的功能。當 Topless 不再抑制玉米中生長素的合成，生長素就開始大量產生，而這使得細胞開始加速分裂，於是菌癭就產生了。 參考文獻： Janos Bindics, Mamoona Khan, Simon Uhse, Benjamin Kogelmann, Laura Baggely, Daniel Reumann, Kishor D. Ingole, Alexandra Stirnberg, Anna Rybecky, Martin Darino, Fernando Navarrete, Gunther Doehlemann, Armin Djamei. Many ways to TOPLESS – manipulation of plant auxin signalling by a cluster of fungal effectors. New Phytologist, 2022; DOI: 10.1111/nph.18315

  圖片來源： 維基百科 食蟲植物百百種，但筆者覺得最可愛的就是豬籠草（pitcher plant）了。變形的葉片形成一個個「籠子」，籠底有消化液，當好奇的小昆蟲走入籠中，不小心失足滑落，就會被消化液淹死後再被分解，成為植物的盤中飧。 但可別以為所有的豬籠草只是有不同大小的籠子而已。之前曾介紹過的萊佛士豬籠草（ Nepenthes rafflesiana ，Raffles’ pitcher plant）在每天中午前後的幾個小時之間籠子內側會變得不滑。這時候，附近的螞蟻就會跑到籠子裡面去採食它的蜜汁（nectar）；利用這樣的機制，它可以多抓36%的蟲兒。 本文要介紹的小豬籠草（ Nepenthes gracilis ）就更厲害了。這種極為常見的豬籠草，在雨滴打到它的蓋子時，它的蓋子會向著籠子裡面彈射。這個彈射的動作，會把停留在蓋子上面的蟲兒一一彈到籠子底部。 從上面的影片可以看到，水滴在蓋子上時，蓋子只會往裡彈，蟲兒就掉進去了。這顯然是有個類似彈簧的機制。這麼厲害的彈簧，到底是在哪裡呢？原本研究團隊以為是在蓋子的開關處，後來發現，其實是位於籠子上。 為什麼「彈簧」要長在籠子上而不是蓋子上呢？研究團隊認為，這樣蓋子的形狀不會受到影響，而且蓋子在彈射的時候，也不會亂晃。另外是，「彈簧」位於籠子上也讓蓋子被雨滴滴到時，只會彈一兩下就靜止了，如此一來就會持續有好奇的小蟲爬上蓋子。 由於熱帶雨林中常會降雨，位於雨林底部的豬籠草，主要是接受從樹冠上滴落下來的雨水；隨著雨水一滴滴地落下，好奇的小蟲便一隻隻地落入底部啦！ 參考文獻： Anne-Kristin Lenz, Ulrike Bauer. Pitcher geometry facilitates extrinsically powered ‘springboard trapping' in carnivorous Nepenthes gracilis pitcher plants. Biology Letters, 2022; 18 (8) DOI: 10.1098/rsbl.2022.0106

  在利比亞考古遺址找到的西瓜種子。 圖片來源 。 公認發源於非洲的西瓜（ Citrullus lanatus ），是葫蘆科西瓜屬的藤本植物。 雖然西瓜已經被公認為發源自非洲，但數千年前的西瓜到底它的瓜肉是苦的還是甜的，卻不太清楚。 最近一項研究發現，六千年前的西瓜的瓜肉應該是苦的！最早關於西瓜的考古發現是位於尼羅河谷，現在為利比亞的領土內的Uan Muhuggiag遺址。 西瓜屬之下共有七種植物，它們的種子長得非常相似，光靠外表無法區分。因此，華盛頓大學的考古團隊定序了六千年前的西瓜種子。他們同時也定序了3,300年前的西瓜種子（於南蘇丹發現），並且定序了從1824到2019年收集的西瓜屬植物種子。 分析的結果發現，六千年前的西瓜的基因體與現在的黏籽西瓜（ Citrullus mucosospermus ）最相近，而黏籽西瓜的瓜肉是苦的。 研究團隊認為，古人種植西瓜應該不是要吃瓜肉，而是把它的種子烤來吃或煮來吃。 參考文獻： Osca A. Pérez-Escobar et al. Genome sequencing of up to 6,000-yr-old Citrullus seeds reveals use of a bitter-fleshed species prior to watermelon domestication. Molecular Biology and Evolution, published online July 30, 2022; doi: 10.1093/molbev/msac168

  圖片來源：維基百科 隨著地球上人口增加、耕地卻無法擴展，如何在有限的土地上提升作物的產量就成為重要的課題了。也有許多團隊努力地朝著這方面去進行研究，但能增加的產量大約都只在一、兩成。 最近由來自中國的研究團隊，發表在《科學》雜誌上的研究，卻有了驚人的進展！研究團隊在水稻中發現了一個轉錄因子（transcription factor） OsDREB1C ，當它高度表現時，可使水稻增產41.3%到68.3%。 這麼厲害的轉錄因子是怎麼發現的？研究團隊比較了水稻與玉米的轉錄體（transcriptome）與代謝體（metabolome），找到了118個轉錄因子可能與調節C4光合作用有關。 為什麼要找跟調節C4光合作用有關的基因？過去的研究已經證明，C4光合作用的確比C3光合作用要有效率得多，但是主要的穀類作物除了玉米以外都是C3作物。想把C3作物改造成C4作物並非易事，因此研究人員想要找到影響C4作物產量的基因。 從這118個基因中，研究團隊找到了 OsDREB1C 。這個轉錄因子屬於AP2/ERF家族，在受光照射或低氮環境中表現量會上升。研究團隊在細胞質與細胞核中都可以看到它，實驗也發現它的確可以與DNA結合並影響基因的表達。 哪些基因的表達受到它的影響呢？研究團隊發現，最主要受影響的基因有五個，其中一個是直接與光合作用的效率有關（ OsRBCS3 ），另外三個則與氮的運輸、吸收有關（ OsNR2 、 OsNRT2.4 、 OsNRT1.1B ），最後一個則與開花時間有關（ OsFTL1 ）。 實驗的結果發現， OsDREB1C 會透過與 OsRBCS3 的啟動子（promoter）以及其他四個基因的外顯子（exon）的序列結合，讓這五個基因的表現量上升。測試發現，高度表現 OsDREB1C 的水稻，不僅每個小穗的穀粒數目增加、穀粒也變大。高度表現 OsDREB1C 的水稻其光合作用效率上升，氮的利用效率也顯著提升，而且開花時間也提早了13到19天。 研究團隊從2018-2021年在中國的北方、東南方與南方進行田間試驗，結果發現高度表現 OsDREB1C 的水稻，其產量至少提升了四成，甚至可達近七成。這是非常驚人的產量增加，過去任何研究都無法達其項背。更棒的是，研究團隊在小麥中也發現了同源基因，而高度表達同源基因的小麥，也可有兩成左右的增產。 雖然是基改，但如果能在

  土沈香的果實。圖片來源： 維基百科 土沈香（ Aquilaria sinensis ）原生於中國，是沈香屬的喬木。其樹脂帶有香氣，被製成名貴的香料。因為遭到任意砍伐，目前是中國的國家二級保護植物，明令禁止砍伐，但仍有人為利益而盜伐。 沈香的種子極易失去活性，成熟後果實會開裂，這使得種子逐漸乾燥，而乾燥後的種子就不能發芽了。這個現象讓科學家感到非常好奇，在自然界的沈香，是如何能在很短的時間內讓種子找到合適的地點呢？最近一項研究解開了這個謎題。 研究團隊發現，在沈香果實成熟後，裂開的果實便會散發小分子的醛、酮、醇與酸。這些小分子大約介於五到九個碳，會吸引三種胡蜂屬（ Vespa ）的昆蟲。 這三種胡蜂會把果肉吃掉，但不能消化的種子就會被到處亂丟。平均散播的距離大約是166公尺。只要種子被丟在潮濕的地區--這是沈香種子喜歡的環境--種子就有機會可以發芽，長成大樹。 研究團隊分析了這些小分子揮發性化合物，發現很多都與植物受傷時會分泌的揮發性化合物很像。通常植物只有在被啃咬時才會分泌這些化合物，也就是說，有這些化合物的存在象徵著這裡可能有吃草的昆蟲，對於肉食的胡蜂們當然是很好的資訊，於是牠們就飛過來了。到了以後卻沒有蟲而只有土沈香的果實，對胡蜂來說可能是「沒魚蝦也好」吧！於是牠們就在無意中幫土沈香給散播種子了。 參考文獻： Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.06.034 

  小扁豆。圖片來源： 維基百科 塑膠的污染已經是無法避免的問題， 過去的研究 也發現植物會吸收塑膠微粒，但是究竟塑膠會不會影響植物生長呢？ 大片的塑膠混雜在泥土中會干擾植物根部生長發育，而塑膠微粒（microplastics）則會被植物吸收，進入植物的運輸系統（如導管xylem）。 最近一項日本的研究發現，塑膠微粒的確會對植物的生長發育造成影響。 研究團隊以小扁豆（lentil， Lens culinaris ）為材料，將小扁豆種子暴露在不同濃度的聚乙烯塑膠微粒（直徑為740-4990奈米）中七天，以儀器偵測植物的活性（種子發芽）。 研究團隊發現，暴露在聚乙烯塑膠微粒的植物，從第六個小時開始生長活性就下降了；而這些植物的抗氧化酵素活性也上升了，顯示植物正在對抗生物壓力。 隨著聚乙烯塑膠微粒的濃度上升，生長活性下降的趨勢也更加明顯，顯示生長活性下降的確與聚乙烯塑膠微粒有關。 台灣的農民常會使用聚乙烯塑膠布來覆蓋泥土表面，以抑制雜草生長；但是這些塑膠布在田地裡風吹雨打後脆化、氧化，逐漸破碎形成塑膠微粒污染土壤，這樣下去，對農作物的產量必然會產生不好的影響，實在不能輕忽呢！ 參考文獻： Y. Sanath K. De Silva, Uma Maheswari Rajagopalan, Hirofumi Kadono, Danyang Li. Effects of microplastics on lentil (Lens culinaris) seed germination and seedling growth. Chemosphere, 2022; 303: 135162 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.135162

  圖片來源 番茄醬當然是番茄做的，但是用來做番茄醬的番茄卻不是一般我們吃的番茄。 為什麼會這麼說呢？難道鮮食番茄不能用來做番茄醬嗎？當然是可以的，只是在工業化大量生產時，為了降低成本，番茄要用機器採收。機器會把番茄從根部砍斷，然後搖晃整株番茄，讓番茄從植株上掉落。如果要用人工採收，成本就會提高太多。 機器採番茄在二次世界大戰時就開始研發了。可是當時遇到的最大困難就是番茄不容易掉落，所以機器要非常用力的搖晃番茄，造成「被送進機器裡的番茄像是被蹂躪過，變成一灘爛泥，裡面還混著泥土。」 要怎麼讓番茄容易掉落呢？只能從番茄本身去進行基因改良了。沒想到就在那段時間，查爾斯‧瑞克（Charles Madera Rick）在加拉巴哥群島（對，就是達爾文去過的那個島）發現了契斯曼尼番茄。這種番茄的果實是橘色的（請見上圖），果實特別容易脫離枝枒。 這個性狀正是工業用番茄所需要的，但是瑞克把種子帶回去播種，種子卻不發芽。 瑞克嘗試了很多方法，種子說什麼就是不發芽。有一天，他忽然想到會不會需要動物消化以後才能發芽呢？於是他先讓鳥類吃下這種番茄的種子，但是還是沒有用。 後來他想到會不會不是鳥，而是加拉巴哥群島上常見的象龜呢？這個想法值得一試，但是哪裡找得到象龜？這時候他忽然想到有位在柏克萊的朋友有兩隻象龜，於是他請這位朋友餵象龜吃番茄種子，再收集糞便寄給他。沒想到這麼一搞，番茄的種子真的發芽了！ 有了番茄植株，接著瑞克就可以進行研究，後來發現讓番茄果實特別容易掉落的基因是所謂的 j-2 基因。將這個基因雜交進入一般的番茄，從此機器採收番茄就變得容易許多，不再會把番茄撞爛了。 所以契斯曼尼番茄可說是促成工業番茄生產的大功臣呢！ 參考文獻： Jean-Baptiste Malet。 餐桌上的紅色經濟風暴 。寶鼎出版。

  圖片來源：維基百科 你喝咖啡嗎？你每天什麼時候喝咖啡？最近的研究顯示，逛街前喝咖啡，會讓你買更多喔！ 這個研究在法國與西班牙進行。研究團隊在超市門口提供義式濃縮咖啡（espresso），含有100毫克的咖啡因。 來採買的民眾大約有三百位喝了義式濃縮咖啡，另外有相當數量的民眾則喝了不含咖啡因的咖啡。 研究結果發現，喝了含咖啡因義式咖啡的組別，買了比平常多三成的物品，消費金額比平常多五成。而且，這些民眾花更多錢買奢侈品。但是在實用性物品（如廚房用具）則看不出差別。 研究團隊也做了線上購物的研究，有類似的發現。 所以，下次要採購前，千萬記得不要喝咖啡；當然，對購物中心來說，或許在入口處擺台免費咖啡機是很聰明的決定。 參考文獻： Dipayan Biswas et al. Caffeine’s Effects on Consumer Spending. Journal of Marketing, published online June 11, 2022; doi: 10.1177/00222429221109247

  木天蓼。圖片來源： 維基百科 眾所周知，貓咪一遇上貓薄荷（catnip）或木天蓼（silvervine， Actinidia polygama ）就會忍不住在上面啃咬、摩擦，接著出現陶醉的反應。過去的許多研究也已經發現，大約有三分之二的貓咪會有反應，而讓牠們產生反應的是所謂的荊芥內酯（nepetalactone），為環烯醚萜（Iridoid）的一種。 最近的研究發現，貓咪對木天蓼的啃咬與摩擦，會使得木天蓼釋放出來的環烯醚萜提高十倍。不僅釋放量提高，釋放出來的環烯醚萜的組成也改變。完整葉片中的環烯醚萜約有九成為荊芥內醇（nepetalactol），而被貓咪啃過擦過的葉片，所釋放的環烯醚萜中只有四成五是荊芥內醇。 改變組成會帶來什麼變化呢？研究團隊發現，改變組成後的環烯醚萜驅趕蚊蟲的效果變得更好了。 到底什麼基因牽涉到分泌環烯醚萜的組成在貓咪摩擦與啃咬後改變了呢？這就需要後續的研究了。 參考文獻： Reiko Uenoyama, Tamako Miyazaki, Masaatsu Adachi, Toshio Nishikawa, Jane L. Hurst, Masao Miyazaki. Domestic cat damage to plant leaves containing iridoids enhances chemical repellency to pests. iScience, 2022; 104455 DOI: 10.1016/j.isci.2022.104455

  乙烯。圖片來源： 維基百科 乙烯（ethylene）分子式為C 2 H 4 ，為無色可燃的氣體，也是植物的氣體賀爾蒙。由於其重量比空氣略輕，分泌後可緩慢地飄散在空氣中。 在植物，乙烯可促進果實成熟、葉片衰老，植物在感應到環境壓力時也會分泌乙烯。最近的研究發現，如果先讓植物暴露在乙烯下，植物對逆境的抵抗力會上升。 研究團隊將阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）暴露在每公升五微升（5 ppm）的乙烯下四小時，再讓植物們接受淹水逆境的考驗。結果發現，先暴露在乙烯的植物對淹水導致的缺氧抵抗力提高。 這個發現或許可以應用在梅雨季節即將來臨前，用來降低農業上的損失。 參考文獻： Zeguang Liu, Sjon Hartman, Hans van Veen, Hongtao Zhang, Hendrika A C F Leeggangers, Shanice Martopawiro, Femke Bosman, Florian de Deugd, Peng Su, Maureen Hummel, Tom Rankenberg, Kirsty L Hassall, Julia Bailey-Serres, Frederica L Theodoulou, Laurentius A C J Voesenek, Rashmi Sasidharan. Ethylene augments root hypoxia tolerance via growth cessation and reactive oxygen species amelioration. Plant Physiology, 2022; DOI: 10.1093/plphys/kiac245

  pingan（左）與lumok（右）的果實很明顯不同， 但在過去這兩種植物被認為是同一種。 圖片來源 。 香波羅（ Artocarpus odoratissimus ）為原生於婆羅洲、巴拉望島及棉蘭老島的桑科波羅蜜屬植物，與波羅蜜、麵包樹都有親緣關係。 香波羅是在1837年由西班牙修道士Manuel Blanco命名的，可能就是在婆羅洲馴化，人們食用其大而甜的果實。過去兩百年來，香波羅都被認為是一個物種，直到科學家注意到，當地的原住民伊班人（Iban）稱呼有大葉大果且果實較甜的為lumok，而果實較小較不甜的則稱為pingan。 由於另一原住民族Dusun也對這兩「種」植物有不同的稱呼，這讓研究團隊開始思考，會不會lumok與pingan根本就是兩種不同的植物呢？於是他們驗了DNA。試驗的結果發現，果然lumok與pingan是兩種不同的植物。 研究團隊決定把原來的學名 Artocarpus odoratissimus 給lumok，而pingan則被給予新的學名： Artocarpus mutabilis 。 其實從上面的照片也可看到，這兩種植物的果實有很明顯的不同。 過去兩百年來，科學家們一直以為這是一種植物，但原住民們一直知道，他們其實是兩種。 參考文獻： Gardner, E. M. et al. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.04.062 (2022).

  蘇力菌內毒素的結晶結構。圖片來源： 維基百科 聽過Bt玉米、Bt棉花嗎？這些基改作物（GMO，genetic modified organism）其實都含有蘇力菌（ Bacillus thuringiensis ）的結晶蛋白（crystal protein，CRY protein）。結晶蛋白的正式名稱為delta內毒素（delta endotoxin），在蘇力菌形成內孢子（endospore）時形成。 當這些結晶蛋白被昆蟲吞噬時，昆蟲腸道的鹼性環境會讓結晶蛋白溶解，接著結晶蛋白會被切割，產生有活性的蛋白質。一般來說胺基端（N端）都會被切除，羧基端（C端）則不一定。活性蛋白接著會在腸道上皮細胞構成陽離子通道，使腸道上皮細胞溶解，於是昆蟲就會因為腸穿孔而死。我們的胃的環境是強酸性，所以結晶蛋白不會溶解，也產生不了作用。 蘇力菌在20世紀初發現，一開始是有機農業使用。後來發現它的結晶蛋白是由單一基因產生，於是啟動了植物生物技術方面的應用。目前知道結晶蛋白可以消滅許多鱗翅目昆蟲的幼蟲，對鞘翅目也有影響。在1999年，一篇研究發現含有結晶蛋白的玉米花粉會殺死帝王斑蝶的幼蟲，讓轉殖作物成了眾矢之的。雖然後來有不同的研究證明該實驗其實有許多值得檢討的地方，但第一印象總是帶來最深刻的影響，也使許多人開始激烈地反對基改作物。 最近由美國農業部與瑞士科學機構合作的一項彙整研究發現，蘇力菌的內毒素容或對目標昆蟲（鱗翅目、鞘翅目等）有很大的影響，但不會影響節肢動物、蚯蚓與線蟲的生態。這項研究搜尋了12個資料庫，找了從1997到2020的文獻，一共有120篇文獻，233個實驗。這些文獻中有75%都有同儕審查機制。 雖然看起來好像很OK，但文獻中並沒有討論對整體昆蟲生態的影響，而是避重就輕地看節肢動物、蚯蚓、線蟲。並不是所有的鱗翅目與鞘翅目都是害蟲都需要被消滅，所以這篇文章大概就是「好，我知道了」吧！ 參考文獻： Michael Meissle, Steven E. Naranjo, Jörg Romeis. Does the growing of Bt maize change abundance or ecological function of non-target animals compared to the growing of non-GM maize? A systemat

  芸苔素內酯受器示意圖。圖片來源： 維基百科 芸苔素內酯（BR，brassinosteroid）是植物的類固醇。由於類固醇向來被認為是「動物性」賀爾蒙，所以當年發現以後，受到了廣泛的注意，也成為研究的熱門項目之一。 有多熱門呢？以筆者手邊的植物生理學「聖經級」教科書Taiz and Zeiger為例，幾乎每一版提到芸苔素內酯的那一章，提到芸苔素內酯的訊息傳遞，每版的圖都不一樣。但是，第五版與第六版的Taiz and Zeiger都提到的是，當BR與其受器（BRI1，上圖藍色部分）結合時，會造成BRI1磷酸化，然後啟動一連串的變化，最後造成相關基因開始表現，於是就出現了芸苔素內酯反應。 最近北海道大學的研究團隊發現，芸苔素內酯的訊息傳導，除了與受器的磷酸化有關，還跟受器的泛素化有關。 泛素是一個小分子蛋白質，由76個胺基酸構成。真核生物都有泛素，當泛素被加到蛋白質上面以後，細胞就會把該蛋白質送到蛋白酶體（proteosome）去分解。負責把泛素加到蛋白質上的酵素稱為泛素連接酶（ubiquitin ligase），相對的，也有被稱為「去泛素化酶」（DUBs，deubiquitinating enzymes）的酵素把連接上去的泛素給移除。 研究團隊發現了兩個去泛素化酶，UBP12與UBP13，與芸苔素內酯的訊息傳導息息相關。缺少這兩個基因的阿拉伯芥長得極為矮小，且對芸苔素內酯的敏感度顯著降低。有趣的事情是，當研究團隊放回一個不能被泛素化的BRI1版本時，上述的這些突變的性狀就得到了顯著改善。 這些研究成果顯示了BRI1會被泛素化，然後會被分解。UBP12與UBP13則會透過去泛素化來讓BRI1變得穩定。究竟泛素化如何具體地調節芸苔素內酯的訊息傳導，還需要更進一步的研究。 參考文獻： Yongming Luo, Junpei Takagi, Lucas Alves Neubus Claus, Chao Zhang, Shigetaka Yasuda, Yoko Hasegawa, Junji Yamaguchi, Libo Shan, Eugenia Russinova, Takeo Sato. Deubiquitinating enzymes UBP12 and UBP13 stabilize the brassinosteroid receptor BRI1. EMB

  圖片來源： 維基百科 生長於澳洲的澳大利亞海神草（ Posidonia australis ），在澳洲西部海底構成了一片約有200平方公里的草地。200平方公里有多大呢？大約比比金門（151平方公里）大一些。 最近的一項研究發現，這些澳大利亞海神草可以被分為兩群，其中一群為二倍體，有20條染色體；另外一群則是四倍體，有40條染色體。 四倍體的澳大利亞海神草組成了主要（90%）的族群，也就是說，有180平方公里的澳大利亞海神草都是從一顆種子產生出來的。研究團隊檢查了一萬八千個基因標記，非常確定這些海草們的基因都一模一樣。 這些海草跟竹子一樣，透過地下莖（rhizome）每年向外拓展，一年的速度大約是35公分。若一直是以這個速度拓展的話，現在我們看到的這片海草地總共花了四千五百年才長到這麼大。 參考文獻： Jane M. Edgeloe et al. 2022. Extensive polyploid clonality was a successful strategy for seagrass to expand into a newly submerged environment. Proc. R. Soc. B 289 (1976): 20220538; doi: 10.1098/rspb.2022.0538

  圖片來源：維基百科 今天看到《10秒鐘教室》貼出5月份的奇聞，裡面有「男子吃榴槤配啤酒猝死」的奇聞，查了一下，果然查到 「榴槤配啤酒」吃出人命？ 女友以為開玩笑 竟親睹猝死 過程的新聞。 新聞的最後提到「日本筑波大學研究發現，人體中有分解酒精的酵素「乙醛脫氫酶」（ALDH），而榴槤中的硫化物（sulphur content）會抑制此酵素的活性，進而阻礙酒精分解，引起酒精中毒，甚至可能致人於死。」於是我就用英文查了一下，查到2009年的Smithsonian magazine的文章「 Death by Durian Fruit? 」 接著從這篇文章的超連結，連到New Scientist的文章「 Durians and booze: worse than a stinking hangover 」；但是我沒有訂閱New Scientist，所以只能從Smithsonian magazine的描述來看：裡面提到榴槤的萃取物可以抑制負責代謝酒精的乙醛脫氫酶（ALDH，aldehyde dehydrogense）。 不管是Smithsonian magazine或New Scientist，都是2009年的文章，如果有結果，應該早就出版了吧？於是我上去PubMed（美國公共醫學圖書館）網站查詢，但是不論是查durian與ALDH或是durian與aldehyde dehydrogenase，都查不到文獻。 在New Scientist提供的短短文字中有提到兩個人名：John Maninang 與 Hiroshi Gemma。於是我用這兩個人名去查了PubMed，結果只各得到5篇文章，都與榴槤無關。 所以，到底吃榴槤不能同時喝酒是什麼原因呢？從文獻搜尋也只能說，可能榴槤裡面有成分會抑制乙醛脫氫酶吧。 酒精的代謝是先被乙醇脫氫酶（ADH，alcohol dehydrogenase）代謝成乙醛（acetaldehyde），再被乙醛脫氫酶代謝成乙酸（acetic acid），然後乙酸再被轉化為乙醯輔酶A（acetyl-CoA），進入檸檬酸循環（citric acid cycle）代謝為二氧化碳與水。當乙醛脫氫酶被抑制，乙醛就會堆積，造成乙醛中毒。 有些華人因為乙醛脫氫酶有缺失，也不能喝酒，一喝酒就臉紅、發酒疹。 透過網友的幫忙，終於找到了期刊文獻，在2009年的Food Che

  圖片來源：維基百科 發源於安地斯山的馬鈴薯（ Solanum tuberosum L.）是重要的主食，全世界的產量，若扣掉給動物吃的部分，馬鈴薯的產量居第三。不管是烤馬鈴薯、馬鈴薯沙拉、薯餅、薯條，或甚至太白粉都少不了馬鈴薯，真的是非常重要的作物。 馬鈴薯含有豐富的澱粉。澱粉是alpha-D-葡萄糖（alpha-D-glucose）的1,4聚合物，依其構造可以簡單分為直鏈澱粉（amylose）與支鏈澱粉（amylopectin）兩種。支鏈澱粉故名思義就是有支鏈，支鏈處的葡萄糖與主鏈以1,6糖苷鍵相連結。支鏈使得個別澱粉顆粒含水量增加，讓澱粉變得比較容易溶於水。 個別品系的馬鈴薯也因為含有的直鏈澱粉與支鏈澱粉的比例不同而有不同應用。一般來說，含較多直鏈澱粉的馬鈴薯，很適合用來給人食用：因為澱粉分解得慢，所以生醣指數（GI，glycemic index）也低，較適合糖尿病人食用。相對的，含支鏈澱粉比例較高的馬鈴薯，很適合用來製造太白粉、黏膠以及加到冷凍食品中（因為高支鏈澱粉會使得馬鈴薯比較耐凍）。 雖然以傳統育種配合分子育種技術也可以加快培育新品系的速度，但馬鈴薯是多倍體，要培育新品系還是相當曠日廢時（約十到十五年）。最近德州農工大學的研究團隊開發了新技術，以基因編輯的方式來剔除負責產生直鏈澱粉的關鍵酵素（Granule-Bound Starch Synthase），如此一來就可以有高支鏈澱粉的馬鈴薯了。 研究團隊除了利用基因編輯技術，他們也使用農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens ）將負責編輯基因的成員們送入馬鈴薯細胞中，如此一來就可以降低實驗成本。 研究團隊利用這個方法培育出了含有大量支鏈澱粉的馬鈴薯品系。這個品系的澱粉很適合製作黏膠，放在冷凍食品裡口感絕佳，在市場上應該可以受到廣泛的應用。 參考文獻： Stephany Toinga-Villafuerte, Maria Isabel Vales, Joseph M. Awika, Keerti S. Rathore. CRISPR/Cas9-Mediated Mutagenesis of the Granule-Bound Starch Synthase Gene in the Potato Variety Yukon Gold to Obtain Amylose-Free Star

  圖片來源：維基百科 知道全世界人口即將在2050年衝破一百億大關嗎？隨著人口持續的增長，要生產足夠的糧食也成為挑戰。但是氣候變遷所造成的海平面上升，卻讓許多國家失去了寶貴的耕地。 除了海平面上升，因為不當灌溉所造成的土壤鹽化，也讓許多國家的耕地不再適合使用。根據估計，全球每年有百分之八的耕地因為海平面上升與不當灌溉而鹽化，這些都影響到糧食生產：高鹽會造成農作物生產力降低或甚至無法生長。所以，找到耐鹽的作物品系是當務之急。 瑞典的歌德堡大學的研究團隊，從孟加拉選拔了耐鹽的小麥品系，再進一步進行突變，從2000個突變品系中選育出了既耐鹽又高產的新品系。 研究團隊所選育出的品系，其穀粒大小為原品系的三倍大，而發芽率比原品系高。從這些品系中，研究團隊也發現了耐鹽的基因。 未來，研究團隊將會深入研究這些耐鹽基因，以瞭解小麥的耐鹽機制。 參考文獻： Science Daily. Researchers have developed a potential super wheat for salty soils

  圖片來源：維基百科 英國國會將於本週三討論是否將允許基因編輯（gene editing）作物在英國種植與販售。 過去25年來，英國一直都遵守歐盟的規範，禁止基改（genetic modified）與基因編輯作物在境內種植與販售。要獲得核准，要通過一系列非常嚴格的檢測，需要的時間是五年起跳。 但是農民覺得，政府對基因編輯作物太過嚴苛。基改作物因為是以農桿菌（ Agrobacterium tumefaciens ）插入外來基因（可來自任何物種）的方式來改變植物的性狀，所以不放心是可以理解的；但是基因編輯只是把植物的基因改變序列，並沒有涉及到插入外來基因，不應該如此嚴格管制。 而這一切，隨著英國脫歐有了轉機。如果週三國會通過，那麼有個新品系的基因編輯番茄可望於英國種植與販售。 這個基因編輯的番茄，將番茄裡含有的前維生素D3（7-DHC）提高了。如此一來，人們就可以藉由吃番茄來補充維生素D。 原本番茄就能合成少量的維生素D3，它是番茄合成植物固醇與芸苔素內酯（brassinosteroid，一種植物固醇賀爾蒙）的中間產物。在番茄中有兩條合成的途徑，這使得科學家能以基因編輯的方法將其中一條路徑關掉，而不影響植物固醇與芸苔素內酯的合成，但又可以使得前維生素D3的合成量上升。 研究團隊將7-脫氫膽固醇還原酶（7-dehydrocholesterol reductase，Sl7-DR2）的合成給關閉。這個酵素負責將前維生素D3轉為膽固醇。關掉了它，前維生素D3就會累積。 當這些番茄受到UVB照射後，前維生素D3就會轉變為維生素D3；所以，我們可以藉著直接食用這些番茄來補充維生素D。 全世界有十億人口有維生素D不足的問題。維生素D不足不只會造成骨骼發育的問題，它也跟免疫功能息息相關。雖然每天曬半小時陽光就可以補充維生素D，但有時候就是沒時間，天氣不好的時候則別說半小時，連10分鐘也難。 參考文獻： BBC. Gene-edited tomatoes could soon be sold in England . Li, J., Scarano, A., Gonzalez, N.M. et al. Biofortified tomatoes provide a new route to vitamin D sufficiency. Nat. Plants (2022). https

  露兜樹（ Pandanus tectorius ）果實。圖片來源：維基百科 隨著全球暖化，許多地區原來種植的植物開始因為平均氣溫升高而不再適合生長，雖然可以往北種植，但空下來的耕地總不能閒置，要種什麼呢？ 大家有所不知的一個事實：全世界九成的卡路里來自十五種植物。如此嚴重依賴少數穀物，可預見未來有可能會爆發糧食危機；這使得許多科學家開始尋找其他的選擇。 什麼樣的選擇呢？如我們之前介紹過的 粗柄象腿蕉（ Ensete ventricosum ） 就是其中的一種。粗柄象腿蕉果實不可食用，但根富含澱粉。另外，耐鹽耐風又抗旱的露兜樹（ Pandanus tectorius ），其葉片是香料，果實可生食可熟食，也是很好的選擇。 豆類是另外一個可開發的資源。全世界有超過兩萬種豆類，但人類僅食用數十種。豆類含有高量的蛋白質、維生素B，且許多都有肥田作用。雖然不是每種豆類都可食，但還是非常值得開發的資源。如莫拉馬豆（morama bean， Tylosema esculentum ）已經是納米比亞、波札那、南非的主食，可與玉米一起煮粥，就很值得開發。另外，原生於西非的斑巴拉豆（Bambara bean， Vigna subterranea ）耐性極強，即使在乾旱與土壤完全不肥沃的情況下也能有合理的產量。 還有原生於印度次大陸的辣木（Moringa， Moringa oleifera ）屬於辣木科，種莢及葉片都可做為菜蔬，不論是在半乾旱、或降雨量超高的熱帶潮濕地區都能持續生存。 另外還有許多野生穀類。全世界有超過一萬種穀類，大部分都沒有被好好地檢視過。其中馬唐屬的 Digitaria exilis 營養豐富，非常耐旱，已在非洲許多區域種植，是很好的未來穀物。被台灣原住民稱為lalumaj的台灣油芒（ Spodiopogon formosanus ）也是禾本科的成員之一，耐旱、全株可用且營養豐富，也是未來穀物的選項之一。 參考文獻： BBC。 Future foods: What you could be eating by 2050 全球獨有，超級未來食物─台灣油芒重見天日！比水稻小麥更營養，抗旱耐鹽耐逆境 糧食危機新解方？ 「未來作物」速食麵問世 兼顧永續與健康

  圖片來源：維基百科 你知道全球有四成五的人以稻米為主食嗎？但是隨著氣候變遷，水稻的產量也受威脅。 為了找出水稻內處理相關壓力的基因，加大河濱分校的研究團隊將水稻暴露在乾旱或洪水的狀態下，試圖找出能幫助水稻度過這些逆境的基因。 研究團隊發現，水稻在乾旱或洪水的狀況下，會製造更多的「木栓質」（suberin）：木栓質是長鏈的脂肪酸，許多在末端都會有羧酸（carboxylic acid），且有些是雙羧酸。在植物中，可以在表皮以及根部的卡氏帶中找到。 研究團隊發現，水稻在感應到缺水或洪水時，其根部會製造更多的木栓質。這些木栓質會讓更多的水分運往莖葉，或是讓更多的空氣運往根部。 研究團隊找到了調節木栓質合成的基因們，未來可透過基因編輯技術來編輯這些基因，讓水稻可以合成足夠的木栓質，如此一來我們就擁有更耐旱、耐洪的水稻了。 參考文獻： Mauricio A. Reynoso, Alexander T. Borowsky, Germain C. Pauluzzi, Elaine Yeung, Jianhai Zhang, Elide Formentin, Joel Velasco, Sean Cabanlit, Christine Duvenjian, Matthew J. Prior, Garo Z. Akmakjian, Roger B. Deal, Neelima R. Sinha, Siobhan M. Brady, Thomas Girke, Julia Bailey-Serres. Gene regulatory networks shape developmental plasticity of root cell types under water extremes in rice. Developmental Cell, 2022; 57 (9): 1177 DOI: 10.1016/j.devcel.2022.04.013

  燕麥。圖片來源：維基百科 燕麥（oat， Avena staiva ）原本與黑麥都是麥田裡的雜草，因為耐寒而在三千年前被選拔出來成為作物。燕麥在馬正式成為家畜以後，逐漸成為馬的食料；人類目前食用燕麥都是為了健康的理由。研究顯示燕麥可以降膽固醇，但奇妙的是，燕麥卻是少數會合成膽固醇的植物。 雖然它叫做燕「麥」，但燕麥幾乎沒有麩質（gluten），所以對麩質過敏的人可以食用燕麥；另外近年來燕麥奶也成為素食者的乳品代用品，使燕麥的重要性水漲船高。另外燕麥還有較高含量的beta葡聚醣，這是對健康有益的纖維質。食用燕麥也不需要那麼多加工步驟，所以它也是比較環保的食品。 除了用作食物，燕麥還對研究有很重要的貢獻：第一個純化出來的光敏素（phytochrome）就是燕麥的光敏素A，所以有許多早期的光敏素特性研究都是燕麥的功勞。 最近的研究解出了燕麥的基因體序列。跟麵包小麥相似的是，燕麥也是六倍體（42條染色體），它的多倍體化大約發生在一千萬年間。因為多倍體化的歷史比麵包小麥悠久，所以來自三種的燕麥染色體之間也發生過非常多的互換，造成基因的分析上更加複雜。研究團隊也同時解讀了二倍體（ Avena longiglumis ）與四倍體（ Avena insularis ）燕麥的基因體。 燕麥總共有八萬個基因（人只有大約兩萬個）。瞭解的燕麥的基因，可以讓燕麥的育種更容易進行；畢竟與小麥相比，種植燕麥需要更少的農藥與肥料，所以在氣候變遷的現代，燕麥的重要性自然不可小覷。 參考文獻： Kamal, N., Tsardakas Renhuldt, N., Bentzer, J. et al. The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop. Nature, 2022 DOI: 10.1038/s41586-022-04732-y

  斗篷草（ Alchemilla mollis ）。圖片來源：維基百科 最近在看《母親的歷史》，裡面第十四章提到兩種過去被認為可以發奶的食物，其中一個是rampion，另一個是lady's mantle。在書中，將rampion譯為「匍匐風鈴草」，而lady's mantle則譯為「羽衣草」。 由於過去的經驗，讓我知道台灣的譯者在翻譯植物的名稱時有時會出問題，所以我就特別去查了一下。 結果rampion應該是「長髮公主桔梗」（ Campanula rapunculus ），英文俗名為rapunzel、rampion，其葉片與根都可食。葉片的用法類似菠菜，根的用法則類似蘿蔔。格林兄弟在寫童話的時候，用了rapunzel來為長髮公主取名，所以中文就成了「長髮公主桔梗」。 至於lady's mantle則應該是「斗篷草」（ Alchemilla mollis ），真正叫做羽衣草的是 Alchemilla japonica ，跟斗篷草同屬不同種。斗篷草發源於南歐，目前全世界都可看到。 通常我搜尋的辦法是：先用英文俗名查詢，找到維基網頁後，核對裡面的英文俗名對不對得上，若對上了，就可看看維基網頁有沒有中文，如果沒有，就用拉丁文學名後面加上「中文」兩個字去查詢，然後找到學名對的應該就是了。 雖然兩百年前的人類認為這兩種植物可以發奶（就是讓產婦分泌乳汁），但察看維基百科的結果，現在的資料並沒有提到這部分，所以應該是沒有這個功能。 註：初步查詢lady's mantle為羽衣草屬（ Alchemilla ）植物，若是特指garden plant（花園植物）則為斗篷草。所以在這裡lady's mantle也可說是羽衣草屬植物。

  阿拉伯芥可在月球土壤中生長。圖片來源： Commun Biol 人類若要進行長程太空旅行，一定要想辦法在太空中種植作物。否則光是攜帶食物的空間就要佔去一大部分的太空船空間，真的很不經濟。 過去曾嘗試 在太空站種植作物 ，但所用的介質來自地球，所以雖然取得成功但並不太意外。如果換了其他星球的泥土呢？是不是也能取得成功？ 這個問題在最近得到了初步的答案。佛羅里達大學的研究團隊使用了三次太空任務帶回的月球泥土種植阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ），證實了植物在月球泥土中可以生長。 由於三次太空任務（阿波羅11, 12, 17）總共只帶回了12克的月球泥土，所以也只能以阿拉伯芥來測試。畢竟，如果不是用全月球泥土就沒有意義了不是嗎？研究團隊用了培養細胞用的小培養盤（48穴培養盤），每盤裝0.9克月球泥土，然後將阿拉伯芥的種子種下。 大多數的種子很快（48-60小時）就發芽了。這讓研究團隊很開心，不過隨著植物逐漸長大，研究團隊發現有些在月球泥土中長大的阿拉伯芥，它們長得比較小也比較慢。分析這些植物的基因表現發現，這些植物的確有出現壓力反應。 研究團隊希望能夠透過更多的轉錄體分析來瞭解，究竟月球泥土對植物造成怎樣的生存壓力，而我們又可以如何緩解這些壓力，讓我們真的可以在月球種田。 參考文獻： A.L. Paul et al. 2022. Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration. Commun Biol 5, 382; doi: 10.1038/s42003-022-03334-8

  離層酸。圖片來源：維基百科 用種子種過植物的朋友，應該都體會過那神奇的一刻：發現土壤表面破土而出的嫩綠小苗，或還是彎曲的胚軸（hypocotyl），深深地感到新生命誕生的喜悅！這種喜悅，跟做母親的喜悅是不相上下的。但是，種子怎麼知道要萌發呢？ 過去的研究知道，水分的供應是種子萌發的重要因素，但當水分穿透種皮、把種子泡脹了以後，種子內部又發生了什麼變化呢？從賀爾蒙的角度來看，種子在成熟時，會大量地合成離層酸（ABA，abscisic acid）；是離層酸抑制了種子發芽，甚至幫助種子進入休眠期。但種子發芽時離層酸的濃度會下降、吉貝素（GA，gibberellic acid）的濃度會上升。 吉貝素濃度上升是因為胚胎（幼苗）開始合成，而離層酸的減少，許多教科書都認為，是因為離層酸可溶於水，當種子泡水的時候，就會帶走離層酸。但是真的是這樣嗎？ 最近的研究發現，離層酸在發芽的種子內之所以濃度會降低，固然被水沖走是一個因素，但另外一個因素則是因為，種子本身的離層酸合成也降低了。研究團隊發現，負責合成離層酸的重要酵素 NCED6 （9-CIS-EPOXYCAROTENOID DIOXYGENASE 6，9-順-環氧類胡蘿蔔素二氧化酶6）的轉錄，在種子發芽的過程中會逐漸被關掉。 負責關掉它的轉錄的基因，是RNA結合蛋白RZ-1與另一個稱為PRC2的蛋白。研究團隊發現，RZ-1會促進組蛋白H3的去乙醯化（deacetylation），並抑制組蛋白H3在第四個離胺酸的三甲基化（H3K4me3，這會活化基因的表現）。這造成了 NCED6 的轉錄沉默以及組蛋白H3的第27個離胺酸三甲基化的累積（H3K27me3，這會造成基因沉默）。 由於基因體分析發現，由PRC2所導致的轉錄沉默很多都需要RZ-1，所以研究團隊大膽提出了一個模型：在種子發芽時，透過RZ-1與PRC2通力合作，導致 NCED6 的轉錄沉默，於是離層酸的合成就下降，加上水分也會帶走一些離層酸，於是種子中離層酸濃度下降，加上種子努力合成吉貝素，於是種子就發芽了。 參考文獻： Deyue Yang, Fengli Zhao, Danling Zhu, Xi Chen, Xiangxiong Kong, Yufeng Wu, Min Chen, Jiamu Du, Li-Jia Qu, Zhe Wu, Progressive ch

  大葉藻是廣泛分布於北半球海底的維管束植物。 圖片來源：維基百科 海底有著許多植物，包括藻類（algae）與維管束植物（vascular plants）。其中維管束植物特別被稱為「海草」（seagrass）。 最近的一項研究發現，這些海草們的根部會分泌大量的糖，且主要是以蔗糖（sucrose）的形式分泌。研究團隊估計，全球海底含有大約0.6到130萬噸蔗糖！ 這麼多蔗糖，為什麼不會被細菌吃掉呢？畢竟這些海草們又不是生長在無菌的環境中？研究團隊發現，原來這些海草的根部還會分泌酚醛類化合物（phenolics），是這些酚醛類化合物抑制了細菌，讓細菌無法把海草們產生的蔗糖給吃掉。 不過，還是有少數細菌可以不受到酚醛類化合物的抑制，而在根部滋長。這些細菌不只會消化蔗糖與分解酚醛類化合物，還會產生一些植物所需要的含氮化合物，讓海草們長得更好。這個現象類似於陸生植物也會跟根瘤菌產生共生關係。 過去對海草的瞭解並不多，研究團隊認為，後續還需要更多的研究，來幫助大家瞭解更多海底的植物世界。 參考文獻： Sogin, E.M., Michellod, D., Gruber-Vodicka, H.R. et al. Sugars dominate the seagrass rhizosphere. Nat Ecol Evol, 2022 DOI: 10.1038/s41559-022-01740-z

  惇妃。圖片來源： 維基百科 惇妃姓何，是正白旗包衣，比乾隆小35歲。她可能是在乾隆28年入宮為永常在，33年晉為永貴人，中間曾一度降為永常在，到乾隆36年又復位，沒多久就晉為惇嬪。她於乾隆39年因懷孕封為惇妃，並於次年正月初三生下皇十女固倫和孝公主。十公主因長相、性格都酷似乾隆，還常常女扮男裝跟老杯去打獵，故成為乾隆最受寵的女兒，乾隆曾說，如果她是兒子就要她繼承皇位（「汝若為皇子，朕必立汝儲也。」）；另外是一般來說妃嬪的女兒僅能冊封為和碩公主，在之前只有令貴妃魏佳氏（《延禧攻略》中魏瓔珞的原型）的女兒七公主被封為固倫公主，由此可見十公主受寵的程度。 惇妃母以女貴，也非常受寵。有一年（查不到年份）的冬天， 乾隆賞賜惇妃兩條黃瓜 ，讓合宮嬪妃都羨慕得了不得，她自己也開心得不得了。為什麼乾隆賞賜黃瓜會這麼了不得呢？ 黃瓜（ Cucumis sativus ）是葫蘆科黃瓜屬植物，原產於印度喜馬拉雅山麓，據說是張騫引入。黃瓜也稱為胡瓜、刺瓜（台語），是一年生攀緣性草本植物。黃瓜是雌雄同株但異花（也就是有雄花與雌花的分別），雌花數目較少。黃瓜因為果實通常有刺，所以台語稱為「刺瓜」。據說本來是叫做胡瓜，但因為隋煬帝（一說後趙皇帝石勒）忌諱「胡」字，所以改為黃瓜。 黃瓜可生吃也可煮熟了吃，另外在花還沒掉落之前收穫的嫩果被稱為花（胡）瓜，可用來做醬菜。黃瓜也含有帶苦味的葫蘆素，不過含量不多。 說了這麼多，為什麼乾隆賞賜黃瓜會讓合宮妃嬪羨慕惇妃呢？ 原來黃瓜是夏季的蔬菜，在北京的冬天要種在溫室裡（以前可能是叫做火室），據說那一次總共只得了七條黃瓜，而乾隆獨獨賞賜給惇妃兩條，這可是了不得的特別待遇啊！ 惇妃後來在乾隆43年曾因為打死宮女被降級，到乾隆45年又復位。若說乾隆晚年重要的女人，惇妃大概可算是吧！惇妃在乾隆死後七年才往生（60歲），而她與乾隆的女兒十公主嫁給和珅的兒子，一直存活到道光三年（48歲）。

  圖片擷取自網路 在電視劇《如懿傳》中，最後的劇情安排那盆當年乾隆送給如懿的綠梅又抽芽了，但乾隆已經崩逝了。以文學角度來看，是個非常浪漫的結局；但以植物學角度來看，卻是～不～可～能～的～事！ 雖然曾有休眠三萬年的種子還能發芽的例子（ 狹葉蠅子草 ），但發芽的植物也無法開花結果，還需要再做組織培養；也曾有 埋藏千年的古蓮 還能發芽開花。但這些都是種子。 活體植物，經過查詢的結果，只有火燒蘭（ Epipactis helleborine ）可以 在地底下休眠20年 ，還因此得了個綽號叫做「李伯蘭」（'Rip Van Winkle' orchid）。李伯是華盛頓‧歐文的短篇小說中的人物，因為喝了矮人的酒，一覺睡了20年。 而電視劇《如懿傳》中的綠梅，我們並不確定到底是什麼時候乾隆把這盆植物送給如懿的；如果從冊封嫻妃之日（乾隆二年）算起，這盆植物熬了超過六十年；若從如懿逝世（乾隆三十一年）算起，到乾隆逝世時已有三十三年。雖然中間一直有人澆水，但比較有可能發生的事應該是腐爛吧... 參考文獻： Richard P. Shefferson, Tiiu Kull, Michael J. Hutchings, Marc-André Selosse, Hans Jacquemyn, Kimberly M. Kellett, Eric S. Menges, Richard B. Primack, Juha Tuomi, Kirsi Alahuhta, Sonja Hurskainen, Helen M. Alexander, Derek S. Anderson, Rein Brys, Emilia Brzosko, Slavomir Dostálik, Katharine Gregg, Zdeněk Ipser, Anne Jäkäläniemi, Jana Jersáková, W. Dean Kettle, Melissa K. McCormick, Ana Mendoza, Michael T. Miller, Asbjørn Moen, Dag-Inge Øien, Ülle Püttsepp, Mélanie Roy, Nancy Sather, Nina Sletvold, Zuzana Štípková, Kadri Tali, Robert J. Wa

  圖片來源： 維基百科 最近有個 新聞 提到，日本有一家托育機構誤把水仙當韭菜拿來做醃漬食品，結果12個小朋友吃了嘔吐。 水仙是石蒜科水仙屬植物，全株都含有稱為石蒜鹼（lycorine）的生物鹼。石蒜鹼會導致腹瀉與嘔吐，如果吃太多可能會致死。 石蒜鹼。圖片來源： 維基百科 至於韭菜也是石蒜科植物，但屬於蔥屬。所以兩種植物是同科不同屬，型態上的確有點類似。 我一開始看到這個新聞有點驚訝，因為在我的眼中，這兩種植物長得很不一樣：水仙的葉片比較厚且有一褶（請參考上面的照片），韭菜的葉片比較薄且沒有褶，怎麼會弄錯呢？ 從新聞上看起來，顯然是當初贈送給他們的人就已經搞錯了（說不定還吃過），可能是因為小朋友體重較輕，所以食用少量就出現症狀了。 小時候常聽到一句歇後語：「水仙不開花--裝蒜」，沒想到不但可以裝蒜，還可以裝韭菜。根據新聞，日本在2012年、2018年都有人把水仙當韭菜吃了中毒，2012年尤其多。

  阿拉伯芥。圖片來源：維基百科 生老病死是自然循環，植物自然也不可能逃過。最近的研究發現了一個小分子肽具有抗衰老的作用。 研究團隊從以突變株集合中找到了 CLE42 這個基因。 CLE42 會產生一個小分子肽，當它被剔除時，植物的衰老會加速；相反的，過量表現 CLE42 則會使得植物衰老速度減慢。 將 CLE42 所產生的12個胺基酸的小分子肽施用在植物上，也會延緩植物衰老的速度。 進一步的研究發現， CLE42 會抑制乙烯的合成；研究團隊發現， CLE42 過量表現會造成 EBF 的累積，接著就會去抑制 EIN3 的功能。研究團隊也發現 EIN3 缺失或 EBF1 高量表現，都可以抑制因缺少 CLE42 所產生的衰老性狀。 或許可以藉由調整植物的 CLE42 表現，來延緩植物的衰老，讓植物的可利用性更高。 參考文獻： Zhang, Y., Tan, S., Gao, Y., Kan, C., Wang, H.-L., Yang, Q., Xia, X., Ishida, T., Sawa, S., Guo, H. and Li, Z. (2022), CLE42 delays leaf senescence by antagonizing ethylene pathway in Arabidopsis. New Phytologist. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/nph.18154

  圖片來源：維基百科 要增加穀類作物的產量，就要讓它們能多結些果實。以小麥來說，決定產量有三個因素：每單位土地面積的穗數、每穗粒數和粒重。如果能讓麥穗多長些小穗、每個小穗多長幾粒小麥，而每粒小麥的重量仍維持原來的大小，這樣就可以有效提升產量。但是，到底是什麼基因控制麥穗的分檗，到目前仍屬未知。 最近有研究團隊以數量性狀基因座（QTL，quantitative trait loci）分析的方式，找到了提升小麥產量的方法。他們先以兩個不同的小麥品系：CItr 17600與Yangmai18進行雜交。這兩個品系的小麥其麥穗的型態有很大的不同。針對雜交第二代進行分析後顯示，位於染色體7B上有個數量性狀基因座極可能與麥穗的型態有關。 接著研究團隊深入分析這個數量性狀基因座，將範圍縮小到只含有兩個基因的一小段染色體上。進一步的分析顯示，其中的 TraesCS7B02G400600 可能就是目標基因。 進行分析後發現，這個基因長得像CONSTANS，於是便命名為 TaCOL-B5 。研究團隊發現，來自CItr 17600的這個基因是顯性（ TaCol-B5 ），而來自Yangmai18則為隱性（ Tacol-B5 ）。高量表現 TaCol-B5 會使小麥在溫室中每穗多長3.5個小穗，這使得每穗多結出3.4顆小麥。另外，高量表現的小麥每株也多長1.3穗。田間試驗也發現過量表現 TaCol-B5 會使小麥多長2.4個小穗，多結出更多麥粒，提升產量11.9%。另外 TaCol-B5 也讓小麥更早抽穗，也長得比較高。 分析這兩個品系的 TaCol-B5 基因發現，在兩品系的同一基因上有三個胺基酸不同：Phe243/Leu243， Ser269/Gly269， 以及 Ala338/Thr338 （顯性/隱性）。接著研究團隊找到了 Ta K4這個基因與 TaCol-B5 以及 Tacol-B5 有互動。 Ta K4是個絲胺酸/蘇胺酸激酶（serine/threonine kinase），其中 TaCol-B5 / Tacol-B5 的第269個胺基酸造成 Ta K4對它們的磷酸化發生差異。 所以 TaCOL-B5 這個基因可能是透過被 Ta K4磷酸化，來調節小麥的分檗數與抽穗時間。研究團隊分析了1657個品系的小麥，發現只有33個帶有 TaCol-B5 基因。未來可望藉由基因編輯技術，將

  野生的金針菇。圖片來源： 維基百科 過去的研究發現，植物會用氣體互相聯絡：植物在遭受病菌入侵時，會釋放茉莉酸（JA，jasmonic acid）來通知鄰近的植物，讓附近的植物提高防備，使感染無法擴散。 最近的研究發現，真菌可能會藉由電流互相溝通！科學家在四種真菌：金針菇（ Flammulina velutipes ）、發光鬼菌（ Omphalotus nidiformis ）、裂褶菌（ Schizophyllum commune ）、蟲草花（ Cordyceps militaris ，不是冬蟲夏草）的菌絲中植入電極，發現真菌似乎會藉著電流交談！ 植物們的「語言」--假設它們真的是用電流在說話--因種類有所不同。這不會很令人訝異，畢竟即使同樣是人，也會有不同的語言，更何況是不同種類的真菌呢？這些語言的幅度介於0.03到2.1毫安培之間。科學家分析的結果發現了大約五十個「單字」，其中以裂褶菌的語言最為複雜。 科學家們認為，真菌可能是用這些語言來維持群落的完整性，就像狼用狼嚎來維繫狼群一樣。當然，真菌也有可能是使用這些語言來告訴其他的真菌附近的狀況。 過去的研究也曾發現，高等植物的根部會互相連接，有可能也是用來互相聯絡。這次在真菌的發現，進一步證實了植物們會互相聯絡的可能性。未來還需要更多研究來幫助我們理解究竟這些電訊號是否真的有語言的意義。 參考文獻： Andrew Adamatzky. Language of fungi derived from their electrical spiking activity. Royal Society Open Science. https://doi.org/10.1098/rsos.211926

 在閱讀大森正司老師的《 喝茶好科學 》時，看到了一個名詞「維生素P」（vitamin P）（盧丁）（rutin）。之前曾經介紹過 維生素U ，看到維生素P就讓我有點好奇，這是不是也是源自於植物的化合物呢？ 一開始查維生素P時，得到的答案是「類黃酮素」（flavonoids）。在 維基百科的「類黃酮素」條目 中，提到類黃酮素因為可以提升血管的通透性（permeability），所以被稱為維生素P。 自然界有超過五千種類黃酮素。它們可以讓植物展現黃色、紅色、藍色，也能 幫助植物抗紫外光 。類黃酮素被認為可幫助我們抗氧化或抗發炎，雖然曾經被稱為維生素P，但嚴格來說，並不真的是維生素。 至於「盧丁」是不是也是同樣的東西呢？膜拜孤狗大神的結果發現，盧丁指得是屬於類黃酮素的單一化合物： 圖片來源： 維基百科 許多柑橘類植物含有類似盧丁的化合物。蕎麥、蘆筍、大黃中也有盧丁。在動物實驗中盧丁顯示了多種功效，但對人體似乎沒有促進健康的功能，可能是因為不容易吸收、代謝快、又容易被排出的緣故。 如果把維生素P看做是「全部的類黃酮素」，那麼它們的確對人體是有一些好處的；但若只認定盧丁才是維生素P，就不見得了。

  蕨麻（ Argentina anserina ）， 維基百科 紫外光（UV，ultraviolet light）會造成曬傷，在緯度越高的區域，因為大氣層較薄，所以暴露在紫外光下的狀況就變得更嚴重。UV會對花粉造成傷害，使植物的繁殖能力降低。人可以擦防曬乳液或躲避在樹蔭下，不能動的植物要怎麼防止曬傷呢？ 最近的一項研究發現，植物在不同海拔高度下，會透過調節色素的合成來提升自己抗UV的能力。 研究團隊以蕨麻（ Argentina anserina ）為模式，研究相差1000公尺海拔的蕨麻，其花朵中的色素種類。 結果研究團隊發現，在高海拔地區的蕨麻，其色素含量比低海拔區域要多；且高海拔區域的蕨麻有較多的類黃酮素（flavonoids）。由於類黃酮素吸收UV的能力較佳，此結果顯示了植物的確會隨著海拔的變化調整自己體內的色素種類與含量。 參考文獻： Matthew H. Koski, Lindsay M. Finnell, Elizabeth Leonard, Nishanth Tharayil. Elevational divergence in pigmentation plasticity is associated with selection and pigment biochemistry. Evolution, 2022; 76 (3): 512 DOI: 10.1111/evo.14422

  圖片來源：維基百科 要增加作物的產量，最直接的方法當然是找尋多產的品系；但是到底有多少個基因會影響到作物的產量呢？要怎麼去找呢？這就比較讓人費心了。 最近有研究團隊為了要提高玉米的產量，將馴化品系的玉米B73與基因體中含有四分之一的大芻草（teosinte）基因的品系MT-6進行雜交。雜交後再將雜交種進行分析後發現，在第二條染色體的短臂上有一個數量性狀基因座（QTL，quantitative trait loci）與產量有關。 接著研究團隊針對這個數量性狀基因座進行了進一步的研究，找到了一個被命名為 KRN2 的基因。B73與MT-6因為 KRN2 的不同，造成B73平均比MT-6多了1.4籽粒行數。失去 KRN2 的突變株，其籽粒行數MT-6多了1.8行，而B73的 KRN2 的表現也比MT-6多了要低，顯示 KRN2 的確與控制籽粒行數的性狀相關。 分析 KRN2 的蛋白質序列，發現它帶有WD40重複。這類的蛋白多半都是透過與其他蛋白質進行互動來影響發育、代謝物合成以及免疫功能。研究團隊以酵母菌雙雜交（yeast two-hybrid）技術，找到了六個與它有互動的基因。其中的 DUF1644 基因與 KRN2 有協同作用：兩個基因都失去功能時，籽粒行數比只缺少 KRN2 增加得更多。但目前對於 DUF1644 到底有什麼功能，還不是很清楚。 搜尋基因庫時，研究團隊發現 KRN2 在許多主要穀物中都有。其中稻米的 KRN2 位於第四條染色體，分析顯示水稻的 KRN2 也有經歷選擇壓力。研究團隊以基因編輯的技術讓水稻不表現它的 KRN2 ，結果次生穗分枝從16個增加到18.9個。透過改變 KRN2 的表現，玉米的產量增加了10%，水稻的產量則上升了8%。 田間試驗也發現，透過基因編輯不表現 KRN2 的玉米與水稻，其產量分別增加了9.8-10.3%以及7.9-8.2%。所以，減少 KRN2 的表現的確可以提升玉米與水稻的產量，未來也可以透過這個方法，來讓玉米與水稻更多產。 參考文獻： Convergent selection of a WD40 protein that enhances grain yield in maize and rice. Science. DOI: 10.1126/science.abg7985

  圖片來源：維基百科 提到鎘米，大家應該都不會忘記發生在2001年的鎘米事件吧！2001年6月，農委會在一次例行農作物污染檢測時，發現彰化和美與雲林虎尾四件稻米受到鎘污染。 2001年9月5日，雲林縣地檢署前往臺灣色料廠採樣化驗，結果發現該廠廢水排放口渠道底泥中鎘含量高達177mg/kg，而雲林區底泥平均鎘含量為0.27mg/kg。 2001年11月陸續發現附近農田遭鎘污染，附近居民約有1/3尿液異常。 我們攝取含有鎘（元素符號Cd）的食物（如鎘米）後，鎘會與酶分子中的巰基（-SH）結合，置換出鋅等金屬正離子，影響抗氧化酶等的酶活性，導致自由基清除能力下降；另外鎘也會與鈣競爭離子通道位點，以及鈣相關的細胞信號轉導系統，干擾細胞代謝；鎘還會導致腎小管損害，可引起鈣、磷重吸收減少，再加上維生素D活化障礙，最終導致骨質疏鬆，也就是所謂的「痛痛病」。因此，必須嚴格監測環境與食物中的鎘含量。 稻米（ Oryza sativa ）被種植在遭到鎘污染的土壤後，會吸收鎘並將之累積於果實（稻米）中。當然土壤最好是不要遭到鎘污染，但稻米已被發現會選擇性的吸收並累積鎘，所以，是否能培育出不會累積鎘的水稻品系呢？ 最近的研究，以兩個不同品系的水稻雜交，找到了與鎘累積相關的數量性狀基因座（QTL，quantitative trait loci） CF1 。在水稻中， CF1 與金屬運輸蛋白 OsYSL2 位於同一位置，但測試的結果發現 OsYSL2 不能與鎘結合。在水稻中， OsYSL2 的功能是將鐵由跟往莖葉傳送。高量表現 OsYSL2 可以提升水稻吸收鐵離子的能力，間接抑制根部的鎘吸收基因 OsNramp5 的表現，使鎘的吸收受到抑制。 分析不同品系的水稻後發現，來自於TQ品系的 CF1 基因座可以提升水稻對鐵的吸收能力，抑制對鎘的吸收；相對的，另一品系02428的 CF1 基因座就不會有這樣的效果。在水稻中主要的 CF1 基因座是屬於02428，因此研究團隊認為，若能將水稻的 CF1 基因座改為TQ品系的序列，應該可以降低水稻吸收鎘的傾向，降低稻米中的含鎘量。 參考文獻： Li, L., Mao, D., Sun, L., Wang, R., Tan, L., Zhu, Y., Huang, H., Peng, C., Zhao, Y., Wang, J., Huang, D. a

  圖片來源：齊民要術 最近在翻閱《齊民要術》的時候，看到這篇〈祝麴文〉。全文如下： 祝麴文 東方青帝土公、青帝威神，南方赤帝土公、赤帝威神，西方白帝土公、白帝威神，北方黑帝土公、黑帝威神，中央黃帝土公、黃帝威神，某年、月，某日、辰，朝日，敬啟五方五土之神： 主人某甲，謹以七月上辰，造作麥麴數千百餅，阡陌縱橫，以辨疆界，須建立五王，各布封境。酒、脯之薦，以相祈請，願垂神力，勤鑒所領：使蟲類絕蹤，穴蟲潛影；衣色錦布，或蔚或炳。殺熱火燌，以烈以猛；芳越薰椒，味超和鼎。飲利君子，既醉既逞；惠彼小人，亦恭亦靜。敬告再三，格言斯整。神之聽之，福應自冥。人願無違，希從畢永。急急如律令。 祝三遍，各再拜。 古代的人雖然很早就知道發酵作用，但對微生物的知識並不多；所以難免會有因混入雜菌造成發酵失敗的例子。之前就曾看過在王充（公元27-97年）的《論衡》裡提到「世諱作豆醬惡聞雷」，據說是最早提到關於豆醬的記載。做豆醬時怕打雷，這也是屬於迷信。 但是看到上面的〈祝麴文〉，應該更能瞭解古人對自己無法掌控的事情，只能託付於鬼神的這種焦慮吧！現代已經知道容器要洗乾淨、最好用熱水燙過再晾乾，這樣可以降低失敗率。

  圖片來源： 維基百科 菜豆（ Phaseolus vulgaris L）是很受歡迎的豆類。歐美的人吃成熟的果實，如美國南方週一傳統的「紅豆飯」（red bean and rice）；亞洲的人吃未成熟的果實，連莢一起炒來吃。在我在美國的那些年，超市中除了成熟的菜豆，也販售未成熟的連莢果實，稱為snap bean，想是因為容易折（snap）的緣故。台灣生產最多菜豆的地區是屏東，佔全國超過三成；美國產最多菜豆的區域是佛羅里達州。 容易種植也好吃的菜豆，對洪水（flood）卻非常敏感。洪水會使土壤通氣不良，使植物的根缺氧。缺氧後植物無法進行細胞呼吸，只能進行無氧呼吸，靠醣解作用（glycolysis）與發酵作用（fermentation）來捱過缺氧的狀況。過去的研究發現，植物根部在缺氧時，酒精脫氫酶（ADH，alcohol dehydrogenase）的表現量會上升。雖然醣解作用與發酵作用可以幫助植物抵抗缺氧所造成的能量不足，但也無法持續。若缺氧狀況持續，植物將因為發酵作用所產生的副產物（酒精等）而死。 過去發現，如果使用「氧肥料」（oxygen fertilizer）可以降低洪水所造成的損傷。氧肥料分為兩種，一種是液體的氧肥料，其成分為過氧化氫（H 2 O 2 ）。過氧化氫遇到植物的過氧化氫酶（catalase）會被分解為氧氣與水。另一種則是固體的氧肥料，其成分為二氧化鈣（CaO 2 ）或二氧化鎂（MgO 2 ）。二氧化鈣或二氧化鎂遇水會生成氫氧化鈣（鎂）與過氧化氫，然後過氧化氫再被過氧化氫酶分解為氧氣與水。液體氧肥料釋放較快，固體氧肥料釋放較慢。 但是，這些氧肥料是否真的有效呢？最近的研究提供了肯定的答案。研究團隊在洪水來臨前提供了過氧化氫、二氧化鈣（鎂），發現提供過氧化氫的植物在洪水後吸收氮與磷的能力比未提供組要高，與直接通氣組一樣好。提供二氧化鈣（鎂）的組別在植株高度、葉片綠色程度、地上部位重量以及產量都比未提供的組別要好，反應最好的組別是每盆（大約有兩公升的土壤）提供2克的二氧化鈣或4克的二氧化鎂。 所以，是否日後在知道要下大雨前，可以先提供一些二氧化鈣或二氧化鎂的溶液呢？ 參考文獻： Liu, D., Paul, AL., Morgan, K.T. et al. Effects of oxygen fertilization on damage reduc

  圖片來源： 維基百科 番紅花（ Crocus sativus ），也叫做藏紅花，可能是世界上最貴的香料了～人們採取它的柱頭，曬乾了可入藥，也可做為著色劑。一公斤的藏紅花大約需要15,000-16,000朵花的柱頭，要花370-470小時來收集，價值1,300到一萬美金。 人類很早就知道利用番紅花。但是番紅花到底是在何時何地馴化的，並不容易釐清。 為什麼呢？原來馴化的番紅花是三倍體，加上它的序列中有許多重複的序列，所以要弄清楚它的序列並不容易。而考古從不曾發現番紅花的化石，所以也無法從考古證據去訂出年代。 不過，科學家還是從其他的證據認定，番紅花應該是在公元前1,700年左右在希臘馴化。什麼證據呢？從文字以及壁畫。 雖然在那個時代植物分類的概念尚未正式建立，所以文字敘述提到的紅花可能包括了三種；而壁畫則分為兩種，一種是使用了藏紅花的色素來作畫，另一種則是畫了藏紅花。 用藏紅花色素作畫可以回溯到五萬年前的伊朗，但是關於藏紅花的圖畫則最早在公元前1,700年出現於克里特島上的米諾斯文明。有一幅畫，畫了採番紅花的人，顯示出當時已經開始大量種植番紅花；而另一幅畫為番紅花的特寫，畫出了馴化番紅花的特徵（長長的雌蕊）。而2019年的基因研究也同意，藏紅花的馴化地點應該是在希臘大陸與克里特島。 參考文獻： Seyyedeh-Sanam Kazemi-Shahandashti et al. Ancient Artworks and Crocus Genetics Both Support Saffron’s Origin in Early Greece. Front. Plant Sci, published online February 25, 2022; doi: 10.3389/fpls.2022.834416

白鶴芋。圖片來源： 維基百科 在許多辦公室，都可以看到有人種植物；植物可以帶來綠意，還能行光合作用，移除二氧化碳，帶來氧氣。 最近的研究發現，如果種對了植物，不但可以移除二氧化碳，還可以移除其他的有害氣體喔！科學家研究了三種常見的辦公室植物：巴西鐵樹（ Dracaena fragrans ，別名香龍血樹）、白鶴芋（ Spathiphyllum wallisii ）、美鐵芋（ Zamioculcas zamiifolia ，別名金錢樹），發現不論有無光照，它們都能在一小時內移除一半的二氧化氮（NO 2 ）。 二氧化氮有害嗎？有的。二氧化氮是工業合成硝酸的中間產物，每年為了要合成肥料，都會產生數百萬噸的二氧化氮。這些二氧化氮有許多被釋放到大氣中，是很強的氧化劑。人如果暴露在二氧化氮下，會對眼睛、鼻、咽喉及呼吸道的黏膜產生刺激，低濃度的二氧化氮會令支氣管過敏及加劇哮喘病人對致敏原的反應，也會令慢性呼吸系統疾病患者的病情惡化。世界衛生組織對空氣中二氧化氮的標準為21 ppb（40 μg/m 3 ）。 以測試的狀況來計算，研究團隊認為，小型到中型的辦公室，只要放置五棵植物，便可以移除20%的二氧化氮。大型的辦公室可能效率差些，但多放幾盆應該也可以達到相同的效果。 究竟植物是如何移除二氧化氮的，目前並不清楚。當然如果提升換氣率也可以達到移除二氧化氮的效果，但是擺幾盆植物還兼有賞心悅目的作用（前提是要好好照顧它們），所以應該也是不錯的投資。 參考文獻： Curtis Gubb, Tijana Blanusa, Alistair Griffiths, Christian Pfrang. Potted plants can remove the pollutant nitrogen dioxide indoors. Air Quality, Atmosphere & Health, 2022; 15 (3): 479 DOI: 10.1007/s11869-022-01171-6

 在《後宮甄嬛傳》第十七集，甄嬛溜出七夕夜宴，在桐花台遇到果郡王，結果討論起桐花台上的小花。 截圖取自八大電視YouTube頻道 根據甄嬛所說，這小花名叫牽牛花，看花的顏色也的確是（雖然很明顯是假花，這讓人很不滿）；接著果郡王就說，這花另外還有個名字叫做「夕顏」。這一整段其實都錯了。 俗名為牽牛花（ Ipomoea nil ）的植物其實又名「朝顏」（morning glory），是旋花科番薯屬的植物。朝顏是日本人對它的稱呼，因為都是早上開花，中午就謝了，所以被稱做朝顏。所以，七夕夜宴時桐花台角落的小花，既然是晚上還在開，就不可能是牽牛花（朝顏）。 那麼，有沒有夕顏這種植物呢？ 根據網路搜尋的結果，夕顏可能是葫蘆花（瓠瓜花）。瓠瓜（ Lagenaria siceraria ）也稱為扁蒲，總是在傍晚開花，所以就得了「夕顏」這個風雅的名稱。 瓠瓜的花是白色的，所以影片裡的花也不可能是瓠瓜花。 其實看影片裡的植物的型態應該是牽牛花沒錯，但是牽牛花不會在晚上開花；而夕顏也不是牽牛花，瓠瓜也不會開這樣顏色的花。 《後宮甄嬛傳》的布景華麗、人物的妝容精緻，但是植物卻搞了個大烏龍；雖然菊花與牡丹都是真貨，可是這麼重要的夕顏卻完全搞錯，另外幾個荷花出場的地方也全部用了假花，真是可惜。 其實中山大學的顏聖紘老師也曾指出，在第33-34集中，甄嬛請果郡王幫她捉蝴蝶，那些蝴蝶也有許多不是當地的物種。在那個時代，應該不會有洋蝴蝶出現在昌平行宮吧！ 3/8/2022：有讀者來信說，旋花科番薯屬的 Ipomoea alba 也叫做夕顏，是傍晚開花沒錯。  我查了一下，如果根據 英文維基百科 的資料， Ipomoea alba 在中國並沒有分布；但是中文維基的資料卻說中國有。 這讓我有點困擾，一般來說我比較相信英文維基的資料...不知道大家覺得呢？ 當然， Ipomoea alba 的花是白色或粉色的，而劇中的「夕顏」花卻是藍色的，應該不是 Ipomoea alba 。

  圖片來源：維基百科 最近介紹了一篇 研究 ，提到以阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ）為模式，偵測不到保衛細胞進行光合作用；沒想到才過不了多久，同樣以阿拉伯芥為模式的研究，就推翻了前面的結論。 在這篇研究中，研究團隊以合成澱粉能力大幅降低的突變株，或是不具有糖運輸蛋白的突變株來進行偵測。結果他們發現，保衛細胞還是能進行一點光合作用的，因為不具有糖運輸蛋白的突變株仍能合成澱粉。保衛細胞可以用自己光合作用所產生的糖，或是從葉肉細胞（mesophyll）進行光合作用所產生的糖，來合成澱粉。 研究團隊發現合成澱粉能力大幅降低的突變株，在一天的上半天（開始照光後六小時內）無法合成澱粉，顯示在上半天植物主要是利用自己光合作用所產生的糖來合成澱粉；而不具有糖運輸蛋白的突變株則是在一天的下半天無法合成澱粉，顯示在下半天植物主要是從葉肉細胞運入糖來合成澱粉。讓研究團隊驚訝的是，兩者都缺乏的雙突變株，竟然還能合成少量澱粉！研究團隊嘗試著將合成澱粉的基因與運輸糖的基因以基因沉默的方式關掉，結果轉殖植物直到開始照光後九小時，才有少量澱粉的合成，這意味著植物可能還有其他的機制在保衛細胞中合成澱粉。這其實也不意外，畢竟澱粉的合成對保衛細胞的行動（連結到氣孔的開閉）很重要，若植物中有其他的路徑來做為備份，也是意料之中。 對照之前的研究成果，讀者們可能會說：怎麼在同一種植物裡面有截然不同的發現呢？其實科學原本就是很難定於一尊，我們永遠都在努力發現真理的路上，所以也只能說：大家繼續努力吧！ 參考文獻： Sabrina Flütsch, Daniel Horrer, Diana Santelia, Starch biosynthesis in guard cells has features of both autotrophic and heterotrophic tissues, Plant Physiology, 2022;, kiac087, https://doi.org/10.1093/plphys/kiac087

  圖片來源： 維基百科 印度苦楝樹（ Azadirachta indica ）原生於印度次大陸，為楝科蒜楝屬植物。根據維基百科，印度苦楝樹具備殺蟲、滅菌的功效，長期被人當成草藥使用。在阿育吠陀中就記載了它的療效。從印度苦楝種子中提取的印楝素（azadirachtin），為一種三萜類（triterpene），結構類似昆蟲蛻皮時分泌的賀爾蒙，會藉由干擾昆蟲蛻皮來消滅昆蟲。目前已知印楝素能防治200多種農林倉儲害蟲，為公認的高效廣譜無公害生物殺蟲劑。 最近一項國際的研究發現，印度苦楝樹的樹皮萃取物具有抗新冠病毒活性；電腦模擬顯示，印度苦楝樹樹皮萃取物中的化學物質，會與新冠病毒的棘蛋白（spike protein）結合，從而干擾病毒感染細胞。 未來研究團隊希望能把該化學物質（或許不只一個）從樹皮中分離出來，開發出抗新冠病毒的藥劑。 參考文獻： Lucky Sarkar, Lauren Oko, Soham Gupta, Andrew N. Bubak, Bishnu Das, Parna Gupta, Abass Alao Safiriyu, Chirag Singhal, Ujjwal Neogi, David Bloom, Arup Banerjee, Ravi Mahalingam, Randall J. Cohrs, Michael Koval, Kenneth S. Shindler, Debnath Pal, Maria Nagel, Jayasri Das Sarma. Azadirachta indica A. Juss bark extract and its Nimbin isomers restrict β-coronaviral infection and replication. Virology, 2022; 569: 13 DOI: 10.1016/j.virol.2022.01.002

  圖片來源： 期刊網站 塑膠污染已經成為嚴重的問題！大片的塑膠還可以用手撿拾，但是當塑膠因為磨損、氧化等機制發生後漸漸地破碎，成為塑膠微粒（microplastics）後，就很難移除了。 過去曾有 研究 發現，暴露在塑膠微粒下的植物會長得不好。種在含有塑膠微粒的土壤中的植物，出現植株變小、根變短的狀況。除了呼籲大家要留意不要亂丟塑膠垃圾，能減少使用就減少使用之外，已經被塑膠微粒污染的土壤，有沒有什麼辦法可以移除裡面的塑膠微粒呢？ 最近的一項德國研究發現，或許可以使用銀樺（ Betula pendula Roth.）樹苗來移除土壤中的塑膠微粒。 為什麼要選擇銀樺呢？原來銀樺的根頗多分布於表土，而這正是遭受塑膠微粒污染最嚴重的區域。 研究團隊將5  μm 與 10 μm的塑膠微粒以螢光標記後，混入種植銀樺的土壤中。五個月後，研究團隊檢視了64個根的切面，發現其中有6個可找到塑膠微粒。 雖然看起來比例好像不高，但是在目前檢測過的植物中，已經算是不錯的；研究團隊認為，究竟銀樺能不能用來吸收土壤中的塑膠微粒，還需要進一步的檢視。 參考文獻： Kat Austen et al. 2022. Microplastic inclusion in birch tree roots. Science of The Total Environment 808: 152085; doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.152085

  圖片來源： LLEAF 一項在西雪梨大學（Western Sydney University）的研究發現，把溫室屋頂的覆蓋換成紅色塑膠布可以提升作物的產量將近四成（37%）。 就這麼簡單？仔細想想，其實也蠻合理的；畢竟植物主要的光受器--光敏素--主要是感應紅光。在感應了紅光之後，就會啟動葉綠體與葉綠素的合成。這會使得光合作用的速率上升，所以農作物的產量就提升了。 更新：版主找到了 原始文章 ！西雪梨大學用的是一種特殊的覆蓋材質，稱為LLEAF-Red。 參考文獻： Covering crops in red plastic can boost yields up to 37 per cent