老葉的植物王國

  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