老葉的植物王國

被植物菌質體（phytoplasma）感染的紫錐菊。 圖片來源： wiki 僵屍大家聽過，大家可能也知道有種真菌可以製造僵屍蟻，讓被感染的螞蟻不再認真工作，反而爬出蟻窩，尋找一片距離地表比較近的樹葉，咬下一口，然後死掉。接著真菌的子實體就會從螞蟻的頭部長出來...達成傳播真菌孢子的唯一任務。但是僵屍植物？可能很少人聽過吧？ 僵屍植物是由植物菌質體（phytoplasma）製造的。黴漿菌（mycoplasma）大家可能都聽過，但有多少人聽過植物菌質體呢？ 植物菌質體跟黴漿菌類似，都是沒有細胞壁的生物。只是黴漿菌除了可以可以感染動物以外，也可以進行腐生；但植物菌質體只能作為植物的病原菌。它是植物的寄生菌，藉由葉蟬、飛蝨等吸取篩管汁液的害蟲作為媒介來感染植物。感染後，植物後會造成植物光長葉子不長花，長出來的葉子也很畸形（如圖中的紫錐花）。 被植物菌質體感染後的植物，因為光長葉子（葉狀體）不長花，這些葉子的功能就是用來產生更多的植物菌質體，因此它們被稱為「僵屍」植物（zombie plants）。由於被感染的植物無法開花，往往造成植物就此被「絕後」了。 究竟植物菌質體是怎麼造成僵屍植物出現的呢？過去曾認為是因為感染造成植物賀爾蒙不平衡；但是最近對於植物菌質體的研究發現，植物菌質體本身會產生一個稱為SAP54的蛋白質，這個蛋白質在構造上與植物用來啟動開花機制的蛋白AP1或SEP家族等MADS轉錄因子（MADS-domain transcription factor）非常相似。 這個家族的轉錄因子，會經由互相結合形成雙體（dimer）或四元體（tetramer）之後，再與DNA結合來調節跟花器發育相關的基因表現。當這個家族的蛋白質被SAP54蛋白牽制住以後，會因為無法與DNA結合，導致它們被泛素化（ubiquitination）後再送到26S蛋白質體（26S proteosome）去分解。這麼一來，相關的基因無法表現，使得植物的花變成了葉狀體。 SAP54是如何牽制了AP1/SEP家族呢？研究團隊以電腦模擬分析SAP54的蛋白質結構以後發現，SAP54的結構與SEP3最相似，表示SAP54很可能是經由直接與AP1/SEP家族的蛋白質們互動，使它們無法與應該結合的家族成員結合（一種狸貓換太子的概念？）。當研究團隊把SAP54與AP1/SEP蛋白放...