老葉的植物王國

  圖片來源：維基百科 雖然說植物是很好的研究日照週期的材料，但絕大部分植物日照週期的研究都是著眼在「開花時間」，畢竟那非常明顯可見。而對於植物如何測量每日的日照長短，或者是否有其他機制測量日長，相關的研究就少得多了。 最近來自美國的研究團隊發現了一個基因 PP2-A13 （ PHLOEM-PROTEIN2-A13 ），負責在短日照（或者正確的說法是長夜，8小時光照16小時黑夜）狀況下測量每天的日照長短。 這個基因是怎麼發現的？原來研究團隊一開始就想要瞭解，植物在短日照狀況（冬天）下如何維持健康、存活到春暖花開；所以他們以阿拉伯芥為模式，在短日照狀況下篩選表現量至少上升兩倍的基因。 最後他們找到這個 PP2-A13 ，它在短日照下的黑暗週期開始後，表現量就會迅速上升，在四小時時達到高峰，然後再緩步下降。 為了要進一步瞭解這個基因對植物的影響，研究團隊找到了缺少 PP2-A13 的突變株。在短日照的狀況下，突變株的葉片在開花前就開始衰老，且無法維持其生物質量（biomass）。但是生長在常日照狀況下的突變株，卻只在營養期早期有葉片衰老的現象，且很快就消失了。 不只這樣，突變株在短日照狀況下其花莖型態、開花時間都有改變，且有7.7%的突變株無法順利開花結子。其他的突變株雖然能結出種子，但整體種子的產量都下降。 由於突變株的性狀有點像自體吞噬（autophagy）有障礙的突變株，所以作者進行了一些測試。測試的結果發現，突變株在黑暗終或缺氮狀況下的存活率與野生種相同，顯示突變株似乎與已知的自體吞噬突變不同；當研究團隊製作出同時缺少 PP2-A13 與 ATG5 或 ATG7 （自體吞噬基因）時，兩個雙突變株其生長的性狀比單突變株更嚴重，顯示 PP2-A13 可能與自體吞噬有關，但跟這兩個基因不在同一條路徑上。 到底這個基因在植物中表現的狀況如何呢？研究團隊將這個基因的啟動子（promoter）連結到兩個不同的報告者基因後發現，它在植物的各組織都有表現，在細胞中細胞核內與核外也都有。 為了要瞭解 PP2-A13 表現的動力學，研究團隊將它的啟動子連結到螢火蟲的冷光基因，結果發現就像先前看到的，在短日照下於黃昏後四小時表現快速地達到高峰，而光照會抑制它的表現。 到底它的受光抑制的表現是一種光敏素的反應，還是因為光合作用的關係呢？研究團隊將植物養在低於能進行光合作用的紅光...

根據新聞的報導，雲林有個男子，因為毒癮犯了沒有錢買，於是就跑到斗六的兩處四季芒果園去偷了六百斤芒果，寄到台北水果商去託賣。沒想到果園有裝監視器，而台北的水果商因為不認識他，怕是贓物原封退回，於是人贓俱獲。  四季芒果是什麼呢？原來是嘉義的張銘顯先生在1981年左右以懷特為父本，愛文為母本雜交育成的芒果。由於張先生是農民黨主席，因此將這新種的芒果命名為「農民黨」芒果；但由於這種芒果很容易開不時花（off season flower），造成它四季都會結果，便被暱稱為「四季檨」、「四季芒果」，於是「農民黨」芒果這個名字反而被淡忘了。  「不時花」是什麼呢？當然就是不在一般這種植物應該開花的時候開出來的花，就被稱為「不時花」。一般來說，植物開花受到幾件事情的調控：日照長短（光週期）、溫度、生長狀態。 受到日照長短調控的植物，通常我們會說它是長日照或短日照植物。長日照植物多在夏天或夏末開花，而短日照植物則多半在秋天或秋末開花。有些植物則需要較高的溫度或較低的溫度才能形成花芽；至於生長狀態，有些植物就是一定要長到某個階段（如玉米），才會開始開花。 但是，不管是受到日照長短、溫度、或是生長狀態影響的植物，當我們了解影響他們開花的因素以後，幾乎都可以用人工的方法來讓他們提早或延後開花。不管是提早或延後，由於這樣開的花，並不在那種植物的開花季節，所以就被稱為不時花了。 例如在彰化縣田尾種菊花的農夫，為了要讓菊花的莖長高一點，這樣做為切花比較好修剪，價格會比較好，便會使用調整日照長短的方式來讓菊花開出不時花。由於菊花是短日照植物，於是農夫們就在夏末當日照開始變短時，每天晚上讓菊花「曬電燈」，讓菊花們以為還在夏天，於是他們就會延後開花了。 菊花。圖片來源： wiki 而溫度，通常有些溫室花卉就是在溫室裡面培育，以較為溫暖的環境，讓溫室裡面的植物可以開出花來。這幾年全球暖化，不也常提到櫻花被忽冷忽熱的冬天弄得糊里糊塗，結果就提早開花或是開好幾次花嗎？ 至於生長狀況，根據台南區農業改良場的 資料 ，台灣本土種（在來種）的芒果，本來就會有開不時花的習性；只要在每年六月的時候給他們適當的刺激，就會在十、十一月時開出不時花來。這樣長出來的芒果，大概比一般的芒果要提早了兩、三個月，可以賣到好價錢喔！ 適當的刺激是什麼呢？首先要施放促進開花的...

今天的一個新聞，引起了我的注意。 詛咒公告！「破壞者有報應」　鎮公所下咒保護路燈 原來是，那段路過去因為光照不足，所以經常發生車禍；於是公所裝了路燈。但是，裝了路燈以後，因為路旁有菜園，日夜被路燈照射的結果，菜都提早開花賣不出去。於是，農民只好去破壞路燈。 路燈不分日夜照射，打亂植物的日照週期，造成植物 不開花或提早開花，影響農民生計。 credit: CC by Anas Chao@flickr 其實這個狀況，應該可以找到兩全其美的解決方法，至少可以不需要詛咒。讓我先從一個很久很久以前的故事說起吧！ 1947 年， 中美洲 千里達（Trinidad）的農民們發現，自從附近蓋了一個煉油廠以後，他們種的稻子都不開花了；不開花就沒有穀子可以收，這下要怎麼辦呢？ 焦急的農民於是找了當地的科學家來幫忙。 當地的科學家到處看看以後發現 ，雖然大部分的稻子都不開花，可是 種在 大樹下的稻子會開花，接著就想到不久前看到的一篇期刊論文。這篇論文裡面提到，植物 開 不開 花與黑夜的長度有關。 既然想到黑夜的長度，接著他們就想到凶手一定是剛蓋好的煉油廠。煉油廠為了把 多餘的 油氣燒掉， 不分白天夜晚都 點著一個大火炬，就是這個火炬讓稻子開不了花。 於是 ， 農民們要求煉油廠晚上要把火關小一點， 另外還要裝個大罩子，盡量不讓火炬的光照射到附近的稻田，這件事才解決。 當時，有關植物光週期的研究才剛開始；事實上，那位當地的科學家看到的期刊論文，是世界上有關光週期的「第一篇」文章：也就是說，如果沒有那篇文章，煉油廠可能根本懶得理他們的要求呢！ 事實上，也因為夜晚的光照會影響到農作物開花，所以台九線的一些路段，只有 有 稻田的 一邊有路燈 ，讓 燈 光 照著沒有田的那一邊 ；而且路燈旁邊也都有加上燈罩 ，避免散射光影響到稻子 的生長 。 所以，對於西螺那段路的問題，我因為不在現場，大概只能提出幾個可能的解決方案： 一、對於只有一邊有菜園的路段，可以仿效台九線的做法，讓路燈照向沒有菜園的那一邊，同時也裝上類似燈罩的東西來避免散射光。 二、兩邊都有菜園的路段，可以試試看交錯裝設路燈，一樣裝上燈罩。現在的LED路燈照射範圍不廣，如果好好調整，加上燈罩，應該可以把散射光降到最低。 三...