向日葵（sunflower）的靶心圖案的多種用途

圖片來源：維基百科

向日葵（sunflower）因為其美麗的「花」（其實是花序，inflorescence，由管狀花與舌狀花構成，管狀花構成「花心」，舌狀花構成「花瓣」）而廣受喜愛。但人類看到的向日葵與蜜蜂、蝴蝶看到的向日葵可大不同喔！原來蜜蜂、蝴蝶看得到紫外光（UV，ultraviolet light），所以蜜蜂、蝴蝶看到的向日葵「花瓣」（其實是舌狀花）會出現所謂的「靶心圖案」（bullseye pattern），指點這些採蜜的昆蟲們哪裡有花蜜。

為什麼向日葵會吸收紫外光呢？原來是向日葵會合成一些類黃酮素（flavonoid），而這些類黃酮素會吸收紫外光。最近的研究發現，這些類黃酮素不止能吸引採蜜的昆蟲，還能幫助植物減少蒸散作用（transpiration）。

研究團隊一開始是注意到，較為乾燥的氣候下種植的向日葵，其靶心圖案較大。研究團隊發現一個稱為HaMYB111的基因與靶心圖案的大小有關。

HaMYB111是個轉錄因子（transcription factor），控制類黃酮素合成基因的轉錄。在阿拉伯芥中，AtMYB111會跟另外兩個基因共同調節類黃酮合成基因的轉錄。過去的研究發現，AtMYB111在舌狀花的花瓣中表現量特別高；在這次研究團隊也發現，將HaMYB111表現在缺少AtMYB111的阿拉伯芥中，可以重現阿拉伯芥花瓣中的類黃酮素表現，也可讓阿拉伯芥的UV圖案重新出現。

研究團隊發現，生長在較熱較乾燥環境下的向日葵，其靶心圖案比生長在潮濕環境下的要大得多，有些甚至幾乎與花序一樣大了。從這個研究可知，構成靶心圖案的類黃酮素，不僅可以協助昆蟲找到花的中心、幫助授粉，還能降低蒸散作用，讓植物更耐旱，

參考文獻：

Marco Todesco, Natalia Bercovich, Amy Kim, Ivana Imerovski, Gregory L Owens, Óscar Dorado Ruiz, Srinidhi V Holalu, Lufiani L Madilao, Mojtaba Jahani, Jean-Sébastien Légaré, Benjamin K Blackman, Loren H Rieseberg. Genetic basis and dual adaptive role of floral pigmentation in sunflowers. eLife, 2022; 11 DOI: 10.7554/eLife.72072

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