植物對電的反應：電向性（electrotropism）

 

圖片作者：ChatGPT

植物對電有反應嗎？根據資料，植物對電場的反應（electrotropism）最早是由F.T. Elfving於1882年首次記錄。由於無法查到那篇論文，所以並不知道到底他偵測了哪（些）植物。

最近由Maddalena Salvalaio和Giovanni Sena兩人發表在2023年的《植物生理學》（Plant Physiology）期刊的研究，探討了植物根部對電場的長期反應，尤其關注於模式植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）的根部。研究團隊發現，當植物根部在長期暴露於電場下會顯示出習慣化（habituation）和遲滯（hysteresis）的現象。

研究團隊發現在電場中，阿拉伯芥的根尖會向著陰極彎曲。這種彎曲反應初期迅速，但隨時間進展，根尖會逐漸回到一個新的穩定角度，表現出一種超調（overshoot）後的穩定狀態，稱為電向性定點角（Electrotropic Set-point Angle, ESA）。

當根部長期暴露於電場中，會出現習慣化，即對相同的刺激反應減弱。此外，根部的電向性反應會受到過去暴露於電場的歷史影響，即遲滯現象。這意味著根部對電場的反應不僅取決於當前的刺激強度，還受到之前經歷的影響。

研究團隊還觀察到，根部對電場的反應不需要生長素（auxin）的不對稱分布，但需要細胞分裂素（cytokinin）的合成。然而，cytokinin在根部彎曲過程中並不會出現不對稱分布。

為了測量生長素和細胞分裂素的分布，研究團隊使用了含有綠色螢光基因的轉殖阿拉伯芥，以觀察auxin和cytokinin的出現與分布。這些報告基因在有auxin或cytokinin時會產生綠色螢光，從而允許觀察賀爾蒙在根部的分布。對照了未處理的植物和暴露於電場的植物，研究團隊在細胞層面上觀察和分析auxin和cytokinin在根部電向性反應中的角色。透過這些實驗，研究團隊能够更深入地理解植物根部對電場反應的分子機制。

研究團隊指出，根部的電向性反應是一種獨立於重力向性反應的現象。

這項研究不僅提供了植物根部電場感應機制的深入了解，也為未來探索根部電向性反應的分子機制奠定了基礎。

參考文獻：

Maddalena Salvalaio, Giovanni Sena, Long-term root electrotropism reveals habituation and hysteresis, Plant Physiology, 2023;, kiad686, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad686