獨腳金（Striga）與ABA的雙人舞

 

圖片來源：The Plant Journal

獨腳金（Striga）廣泛地分布在澳、非、亞洲，據說在台灣也看得到。

在非洲，獨腳金造成很大的農損，它是寄生植物，種子躲在土裡，等寄主植物要發芽的時候，它就快快發芽，開始大吸特吸寄主植物的養分。

之前曾經報導過它如何偵測寄主植物發芽，最近有一個研究發現，除了strigolactone，ABA（離層酸）對它也很重要。

過去研究ABA對獨腳金的影響的人並不多，但既然ABA對一般植物的種子發芽很重要，好像沒道理對獨腳金沒有影響。畢竟，要當一個出色的寄生蟲，就要能夠廣泛採用寄主的資源不是嗎？

一開始，研究團隊先確認ABA對獨腳金會有什麼影響。一般來說，在獨腳金種子落地後，它就會進入休眠，等到濕度與溫度都適合，才會發芽。從遇到適合的環境到真的發芽，通常都還需要個幾天，這個過渡期被稱為「調理」（conditioned）期。

研究團隊發現，非調理的獨腳金種子如果使用100 μm氟啶酮（Fluridone）與1.0 μm的rac-GR24（一種瑟吉醇類模擬物）一起處理，大部分（ 70% ）的種子都會發芽；但如果同時也加入 ABA (100  μm)，則發芽率降到1%，所以ABA的確會抑制獨腳金種子發芽。

接著，研究團隊測量不同處理的種子，他們發現以氟啶酮（Fluridone）與rac-GR24處理的種子，裡面的ABA含量下降。另外，與分解ABA有關的酵素，在獨腳金種子泡水後表現量上升，進一步證明了ABA的確與獨腳金種子發芽相關。

接著研究團隊發現，隨著獨腳金種子條件化的進展，對ABA的敏感度降低。他們將獨腳金種子在水中調理2天或8天，然後分別用不同濃度的ABA（1.5、3、6、12、25、50和100μM）處理24小時。結果顯示，經過2天調理的獨腳金種子對ABA有明顯的發芽抑制反應，而8天條件化的種子則表現出顯著較低的ABA敏感性。具體而言，當ABA濃度達到100μM時，調理2天的種子發芽率減少到約66%，但調理8天的種子發芽率僅降低了22%。這意味著隨著調理時間的延長，獨腳金種子對ABA的敏感度下降，這可能是種子為了適應環境和提高對宿主激素反應的能力而進行的生理調節。

更有趣的是，研究團隊發現，在種子的調理過程的早期階段，獨腳金種子會釋放ABA，而在經過一定調理時間（如8天）後，這些種子在受到strigolactones（SLs）刺激發芽時，會再次累積並釋放高量的內源性ABA。這意味著，獨腳金種子能夠在發芽過程中獨立合成ABA，抑制寄主植物發芽（獨腳金：你等等，等我長好準備吸你的血！）。

此外，種子發芽後釋放的ABA不僅能夠延遲周圍獨腳金種子的調理和發芽，還能促進寄主植物根系向已發芽的獨腳金種子生長，在獨腳金種子之間以及獨腳金種子與寄主植物之間的通信中，作為一種根際信號。這一發現指出ABA在獨腳金種子休眠、發芽過程中以及與寄主植物早期互動中，扮演著關鍵的角色。

所以，雖然獨腳金自己的發芽會被ABA抑制，但是它卻懂得善用這個分子，反過來用來抑制寄主植物發芽。只能說，完美的寄主植物真的有如姑蘇慕容，非常懂得「以彼之道，還施彼身」啊！

參考文獻：

Jamil, M., Alagoz, Y., Wang, J.Y., Chen, G.-T.E., Berqdar, L., Kharbatia, N.M., Moreno, J.C., Kuijer, H.N.J. and Al-Babili, S. (2024), Abscisic acid inhibits germination of 獨腳金 seeds and is released by them likely as a rhizospheric signal supporting host infestation. Plant J, 117: 1305-1316. https://doi.org/10.1111/tpj.16610