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目前顯示的是 2月, 2022的文章

銀樺樹苗可吸收塑膠微粒(microplastics)

  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

溫室蓋紅色塑膠布可以提升作物產量

  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

單為結果(parthenocarpy)對辣椒的影響

  獅子唐辛子。圖片來源: 維基百科 知道「單為結果」(parthenocarpy)是什麼嗎?單為結果(單性結實)就是「天然或人工作用下使胚珠不經授粉而結果的現象」(維基百科)。因為沒有授粉,所以果實裡面不會有種子,就成了天然的「無籽」果實。 過去發現,有些植物賀爾蒙可以讓植物發生單為結果:生長素(auxin)。但是,單為結果除了可以造成無籽的果實,還能對植物發生什麼樣的影響呢? 最近在閱讀《 辣椒的世界 》時,看到一個有趣的研究。 作者注意到「獅子唐辛子」( Capsicum annuum 的一個品系)大部分不辣,但有少部分會辣;作者注意到會辣的獅子唐辛子的種子都減少了。 於是他在課堂上發起了一個調查,在調查了375顆獅子唐辛子中,有85.6%不辣,14.4%會辣。其中不辣的果實平均有105個種子,辣的果實平均有29.5個種子;因此,作者認為,應該是因為單為結果的原因。 但是為何獅子唐辛子會出現單為結果,又為何單為結果的獅子唐辛子會辣呢?作者沒有進行進一步的研究。但是作者有提到,也有農夫發現,獅子唐辛子在生長過程中如遭遇高溫、乾燥等壓力,也會更容易結出辣的果實。 不知道其他種類或品系的辣椒,有沒有類似的現象? 參考文獻: 松島憲一。辣椒的世界。晨星出版。

保衛細胞(guard cell)到底會不會行光合作用?

  圖片來源:維基百科 每天晨曦初露時,地平線上的每棵植物開始忙著張開氣孔(stomata),讓外界的二氧化碳得以進入,好讓葉片內的葉肉細胞(mesophyll)能夠得到足夠的原料來進行光合作用。 但是到底是什麼讓氣孔張開?氣孔是由兩個保衛細胞(guard cell)構成。過去曾有一說認為,光使得保衛細胞中的葉綠體開始進行光合作用,而光合作用會產生單糖與多醣,這使得保衛細胞的滲透壓(osmotic pressure)上升,於是水分就從周圍的表皮細胞進入保衛細胞,產生膨壓造成保衛細胞的不對稱膨脹,讓氣孔張開。 但是隨後的研究發現,不同植物的保衛細胞中葉綠體的數目變化很大,有些甚至沒有葉綠體!而有些植物的保衛細胞雖然有葉綠體,但是葉綠體中卻沒有RuBisCo(光合作用碳反應的第一個酵素)。這些發現都不支持保衛細胞是因為進行光合作用氣孔張開的說法。 後續的研究發現,氣孔張開其實是因為光啟動了氫離子幫浦,使氫離子運出保衛細胞造成細胞膜去極化(depolarization),接著造成鉀離子與氯離子進入保衛細胞,於是保衛細胞內的滲透壓就上升,接著水分進入...氣孔張開。 這些研究解決了氣孔張開的機制,但是卻留下了一個問題:如果保衛細胞不會進行光合作用,那麼保衛細胞的能量來源是什麼?雖然保衛細胞的滲透壓上升與光合作用無關,但氫離子幫浦的啟動需要消耗能量(ATP),也就是說,氣孔張開的機制其實只解出了一半。 這些年在不同植物的研究還是因植物而異。最近有研究團隊以阿拉伯芥( Arabidopsis thaliana )為模式,找到了保衛細胞的能量來源。 首先,研究團隊發現阿拉伯芥保衛細胞的葉綠體偵測不到光合作用的發生。不過,保衛細胞會藉由分解自己儲存的澱粉來產生能量,由此而啟動氫離子幫浦。 接下來研究團隊想知道的是,這些儲存的澱粉從何而來?如果阿拉伯芥保衛細胞的葉綠體不會進行光合作用,那麼澱粉是怎麼產生的? 研究團隊發現,保衛細胞的澱粉雖然是自行合成的,但是合成澱粉的糖與能量是來自於葉肉細胞。也就是說,在阿拉伯芥中,保衛細胞利用葉肉細胞所產生的糖與能量,來合成自己所需要的澱粉;而這些澱粉與(來自葉肉細胞的)糖在分解後所產生的能量,則用來啟動氫離子幫浦,讓氣孔張開。 最後要強調,雖然阿拉伯芥的保衛細胞真的不會進行光合作用,但這不表示「所有」植物的保衛細胞都不會。植物與植物之間的差別,大

毛里求斯島風鈴(Nesocodon mauritianus)的紅色花蜜

  圖片來源: 維基百科 花蜜(蜂蜜)多半都是金黃色的或淡黃色的,但是毛里求斯島上有的特有植物「毛里求斯島風鈴」( Nesocodon mauritianus )卻有鮮紅色的花蜜(見上圖)! 最近的研究發現,毛里求斯島風鈴的花蜜之所以是紅色的,是因為裡面含有一種稱為nesocodin的生物鹼。 除了這種生物鹼,花蜜裡面還有三個酵素:其中一個是讓花蜜維持鹼性的碳酸酐酶(carbonic anhydrase),第二個則是負責產生前驅物的芳醇氧化酶(aryl-alcohol oxidase),最後一個酵素則負責保護nesocodin不被過氧化氫氧化。其實毛里求斯島風鈴的花蜜剛產生的時候是淡黃色的,但隨著鹼性逐漸上升(碳酸酐酶的作用)以及其他酵素的作用,就變成鮮紅色的啦。 為什麼毛里求斯島風鈴的花蜜要這麼血紅血紅的?研究團隊認為,這可能是因為它的授粉者是一種日行守宮( Phelsuma ),而這種守宮會受到紅色吸引。 有趣的是,研究團隊發現另一種會合成nesocodin的植物,是茄科的 Jaltomata herrerae 。這種植物的授粉者是蜂鳥,而眾所周知的事實是,蜂鳥會受到紅色物體吸引。 兩種不同的植物,為了要吸引對紅色有反應的不同生物,不約而同地想出了同樣的辦法讓自己的花蜜變得血紅。 參考文獻: PNAS February 1, 2022 119 (5) e2114420119; https://doi.org/10.1073/pnas.2114420119