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馬齒莧(Portulaca oleracea)的秘密

 

馬齒莧。圖片來源:維基百科

第一次對馬齒莧有深刻印象,是讀張拓蕪的《代馬輸卒》系列。在書中,張拓蕪提到他們駐紮在江蘇時,因為吃太多螃蟹導致腹瀉,經當地居民提供秘方:馬齒莧。張拓蕪還提到馬齒莧的口感「帶酸而滑溜」!

馬齒莧(Portulaca oleracea)又名馬生菜、馬齒菜、馬屎莧、五行草、酸莧、豬母乳、馬勺菜、地馬菜、馬蛇子菜、長壽菜、老鼠耳、寶釧菜、螞蚱菜,是馬齒莧科馬齒莧屬植物。馬齒莧廣泛分布於世界各地,既可食用也具有藥用價值。這種植物富含營養素,如胡蘿蔔素、維生素C、維生素E和ω-3不飽和脂肪酸,並且能夠適應極端的環境條件,如高溫、乾旱、高濕、高鹽和低營養水平 。中醫用地上全草入藥。味甘酸、性寒、無毒。功效為清熱解毒,散血消腫,除濕止痢,利尿潤肺,止渴生津。 主治痢疾、癰瘡腫毒、臁瘡、消渴生津、小便不通、白喉、久咳、蟯蟲、男性陰囊濕疹、婦女赤白帶下、子宮出血、痔瘡出血、乳瘡。在希臘的民間馬齒莧用於便秘和泌尿系統炎症的治療。古羅馬的老普林尼認為馬齒莧的藥效很好,以至於建議大家佩戴馬齒莧以驅邪 (《博物志》 20.120)。

最近的一項研究,特別關注了馬齒莧在光合作用中的兩種不同途徑:C4途徑和景天酸(CAM)途徑。原來,馬齒莧也是C4植物;但是在乾旱條件下,馬齒莧會轉而進行CAM代謝,這是一種適應性策略。

研究團隊發現馬齒莧發生過兩次全基因組重複(WGD)事件,一次古老的WGD(P-β)發生在馬齒莧和仙人掌科的共同祖先中,大約在6600萬年前,另一次(Po-α)則特定於馬齒莧的系譜,約在774萬年前 。

研究團隊發現,與相關物種相比,馬齒莧中涉及C4和CAM途徑的關鍵酶/運輸蛋白的基因拷貝數量更多。特別是,Po-α WGD事件產生了用於光合作用的磷酸烯醇丙酮羧化酶(PEPC)基因拷貝,而P-β WGD事件則產生了兩個功能差異化的β-碳酸酐酶(β-CA)基因,這些基因參與了C4+CAM途徑 。

此外,研究團隊還發現了馬齒莧的基因組中存在較多的全基因組重複事件,這些事件對於增加與C4和CAM途徑相關的基因拷貝數量有重要影響 。

總而言之,這篇文章提供了對馬齒莧中C4和CAM途徑起源和演化過程的深入了解,並指出這些發現對於未來將C4或CAM代謝途徑整合到作物中具有潛在的應用價值 。

參考文獻:

Wang X, Ma X, Yan G, Hua L, Liu H, Huang W, Liang Z, Chao Q, Hibberd JM, Jiao Y, Zhang M. Gene duplications facilitate C4-CAM compatibility in common purslane. Plant Physiol. 2023 Aug 17:kiad451. doi: 10.1093/plphys/kiad451. Epub ahead of print. PMID: 37587696.

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