跳到主要內容

小長RNA(lsiRNA)對抗水稻疾病的新發現

 

得了稻熱病的水稻。圖片來源:維基百科

小長RNA對抗水稻疾病的新發現 水稻,作為全球主要的糧食作物之一,其健康生長對於糧食安全至關重要。然而,水稻經常遭受各種疾病的侵害,例如稻熱病,這對農業生產造成了巨大的挑戰。近期,一項新的科學研究揭示了水稻中一種特殊的小長RNA(lsiRNA76113)如何影響水稻的疾病抵抗力。

什麼是小長RNA?
lsiRNA(long small interfering RNA)是一種長度較長的小干擾RNA。傳統上,小干擾RNA(siRNA)是一類存在於生物體中的短雙股RNA分子,長度大約在20到25個核苷酸之間。它們在RNA干擾(RNAi)過程中發揮作用,這是一種細胞內的基因沉默機制,用於降解特定的信使RNA(mRNA)以控制基因的表達。

相比之下,lsiRNA通常指的是比標準siRNA更長的小干擾RNA。雖然具體的定義可能有所不同,但lsiRNA通常指那些長度為25-40個核苷酸的小分子RNA。這些較長的RNA分子在植物和其他生物體中也扮演著重要的調節角色,尤其是在基因表達調控和防禦機制(如對抗病原體)方面。

小長RNA與水稻免疫系統
在這項研究中,科學家們發現,一個長度為29個核苷酸的小長RNA,lsiRNA76113,在水稻免疫反應中扮演著關鍵角色。通常,植物會透過一系列複雜的生物化學反應來對抗病原體的侵害。然而,lsiRNA76113似乎會抑制這種免疫反應,使水稻變得更容易受到病害的侵害。

lsiRNA76113抑制水稻免疫反應的機制
lsiRNA76113透過抑制一種稱為OsCNGC5(CYCLIC NUCLEOTIDE-GATED ION CHANNEL 5)的鈣信號調節器來抑制水稻的免疫反應。OsCNGC5是一種植物細胞膜上的離子轉運通道,參與鈣離子(Ca2+)的流入,這對植物早期免疫反應非常重要。

研究顯示,lsiRNA76113會強烈抑制並負調控OsCNGC5。當OsCNGC5被抑制時,鈣離子流入和過氧化氫(H2O2)的累積受到抑制,這會影響植物對病原體的早期免疫反應。在研究中,對lsiRNA76113進行沉默(即減少其表達)的水稻突變體表現出增強的疾病抵抗性,而OsCNGC5的突變體則顯示出對稻熱病菌更敏感。

稻熱病菌(Magnaporthe oryzae),又稱為稻瘟病菌,是子囊菌門糞殼菌綱的植物病原菌,能對水稻造成嚴重的感染,也能感染小麥、裸麥、大麥與御穀等作物。稻熱病每年均造成嚴重的經濟損失,據統計,這種感染每年摧毀了可供超過6000萬人食用的水稻,目前已知85個國家有稻熱病發生。

發現的重要性
這項發現對於理解水稻如何對抗病害具有重要意義。通過深入了解lsiRNA76113的功能,科學家們可以開發新的策略來增強水稻的疾病抵抗力。這不僅有助於提高水稻的產量,也有助於確保全球的糧食安全。

未來的展望
雖然這項研究為我們提供了寶貴的見解,但仍有許多問題需要進一步研究。例如,科學家們還需要更進一步地了解lsiRNA76113是如何與其他分子交互作用來影響水稻的免疫系統。此外,研究者們也在探索是否能通過遺傳工程方法來調節這種RNA的活性,從而開發出更抗病的水稻品種。

這項研究不僅增進了我們對植物免疫學的理解,也為未來農業科技的發展提供了新的方向。

參考文獻:

Plant Physiology, kiad599, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad599

留言

這個網誌中的熱門文章

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 。

秋葵(Abelmoschus esculentus)

秋葵。圖片來源: wiki 在杜蘭大學(Tulane University) 讀書時,大學旁邊的「慈善醫院」(Charity Hospital)的餐廳週一固定有的是紅豆飯(red bean and rice),週五則是秋葵濃湯(Gumbo)。 秋葵濃湯的主要材料是秋葵(okra, Abelmoschus esculentus ),還有海鮮。窮學生買不起什麼海鮮,週五吃到秋葵濃湯就覺得很豐盛了。 最近看書,才知道原來秋葵濃湯是源自於當年被抓到美國的黑奴的家鄉菜,秋葵也是被他們帶到美國的。 秋葵濃湯的名字「Gumbo」其實是班圖語(Bantu)「nkombo」,意思就是秋葵。在路易斯安納州,秋葵以及秋葵濃湯也都被稱為gumbo。 秋葵濃湯後來有了一些不同的變化。依照路易斯安納州的族群,有Cajun gumbo與Creole gumbo。Cajun是源自於加拿大,後來搬到密西西比河灣(bayou)居住的法國人後裔,他們的秋葵濃湯裡面會有小龍蝦(crawfish)以及螃蟹;Creole則是居住在紐奧良的西班牙人、法國移民的後裔以及黑人後裔,他們的秋葵濃湯裡面會有蝦子、臘腸與雞肉。 筆者兩種都吃過呢!當年到路易斯安納州時第一次吃到秋葵,覺得很新鮮;回臺灣以後發現臺灣人竟然也吃起秋葵來,覺得有點小訝異。 在路易斯安納州,週一吃 紅豆飯 ,週五吃秋葵濃湯是他們的傳統。 根據 曹銘宗老師的文章 ,才知道秋葵在台灣成為常見的蔬菜,其實是1990年代以後的事;筆者在1992年出國,所以可以據此再把年代縮小一點。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 秋葵在台灣成為常見的蔬菜,應該是1990年代以後的事。我當記者時常採訪的果菜專家王禮陽,他在1994年出版的「台灣果菜誌」並未提到秋葵。 秋葵在台灣開始受到歡迎,可能受到日本料理的影響,我第一次吃秋葵,就是「野菜天婦羅」及「和風沙拉」,非常嫩滑可口。後來,我在菜市場看到生的秋葵,才了解為什麼英文俗稱秋葵為Lady's fingers(美人指)! 秋葵的原產地有東北非、西非、南亞的爭議,正式的英文名稱...

《後宮甄嬛傳》之夕顏是什麼?

 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 。