老葉的植物王國

  燕麥的花。圖片來源： 維基百科 聽過「電向性」（electrotropism）的人可能不多，但是這方面的研究，從很早的時候就開始了。 這個1959年的書籍章節，詳細敘述了關於燕麥（ Avena sativa ）對電流的反應。研究發現，當直流電沿著燕麥穗鞘豎向或橫向施加時，穗鞘會產生彎曲反應。這種彎曲反應與電流的強度、極性以及電流施加的時間長短有關。此外，實驗以放射性生長素配合閃爍計數器觀察到，電流對於植物生長素（auxin）的運輸和分布有顯著影響。 當然大家可能會覺得他們用的技術很落後，但是別忘了這是1959年的研究。1953年華生與克里克才剛解出DNA的結構而已！ 實驗也發現，當電流從燕麥穗鞘的頂部向基部流動時，會抑制生長，而當電流方向相反時，則會稍微促進生長。這些生長變化與生長素的運輸有關。生長素被認為是透過細胞內的質流運輸的，電流則可能通過影響質流來調節生長素的運輸。這些發現顯示，電流可以作為一種外部刺激，影響植物的生長方向和速度。 當燕麥的穗鞘被橫向施加電流時，它們表現出了特定的彎曲反應。這種反應取決於電流的極性和強度。研究顯示，當電流從穗鞘的一側通向另一側時，穗鞘會朝向電流的負極方向彎曲。 這種彎曲是由於電流影響了植物細胞內生長素的分布。在電場的影響下，生長素在穗鞘的不同側面分布不均，導致生長速率的差異，進而引起彎曲。這一現象進一步證明了外部電場可以作為一種影響植物生長方向和形態的因素，並且這種影響與生長素的調控密切相關。 至於根對電流的反應，當電流沿著根軸施加時，根也會產生明顯的彎曲反應；當電流沿著根軸施加時，根會朝向電流的陰極（負極）彎曲。這顯示，就像穗鞘一樣，根也對外部施加的電場敏感，並且會通過改變生長方向來響應這種外部刺激。這一發現進一步展示了電向性在植物生長和發育中的普遍性和重要性。 總體而言，這篇文章提供了關於植物電向性的深入分析，顯示了電流如何影響植物的生長反應和生長素運輸，這對於理解植物生長和發育的生物物理機制具有重要意義。 相對的， 最近的研究 發現，植物的電向性與生長素無關。當然，最近的研究使用的是雙子葉植物阿拉伯芥（ Arabidopsis thaliana ），與單子葉的燕麥相差甚遠。但是有意思的是，它們的根都朝向陰極彎曲。 或許應該有人重新看看燕麥對電流的反應。 參考文獻： Schrank,...

  燕麥。圖片來源：維基百科 燕麥（oat， Avena staiva ）原本與黑麥都是麥田裡的雜草，因為耐寒而在三千年前被選拔出來成為作物。燕麥在馬正式成為家畜以後，逐漸成為馬的食料；人類目前食用燕麥都是為了健康的理由。研究顯示燕麥可以降膽固醇，但奇妙的是，燕麥卻是少數會合成膽固醇的植物。 雖然它叫做燕「麥」，但燕麥幾乎沒有麩質（gluten），所以對麩質過敏的人可以食用燕麥；另外近年來燕麥奶也成為素食者的乳品代用品，使燕麥的重要性水漲船高。另外燕麥還有較高含量的beta葡聚醣，這是對健康有益的纖維質。食用燕麥也不需要那麼多加工步驟，所以它也是比較環保的食品。 除了用作食物，燕麥還對研究有很重要的貢獻：第一個純化出來的光敏素（phytochrome）就是燕麥的光敏素A，所以有許多早期的光敏素特性研究都是燕麥的功勞。 最近的研究解出了燕麥的基因體序列。跟麵包小麥相似的是，燕麥也是六倍體（42條染色體），它的多倍體化大約發生在一千萬年間。因為多倍體化的歷史比麵包小麥悠久，所以來自三種的燕麥染色體之間也發生過非常多的互換，造成基因的分析上更加複雜。研究團隊也同時解讀了二倍體（ Avena longiglumis ）與四倍體（ Avena insularis ）燕麥的基因體。 燕麥總共有八萬個基因（人只有大約兩萬個）。瞭解的燕麥的基因，可以讓燕麥的育種更容易進行；畢竟與小麥相比，種植燕麥需要更少的農藥與肥料，所以在氣候變遷的現代，燕麥的重要性自然不可小覷。 參考文獻： Kamal, N., Tsardakas Renhuldt, N., Bentzer, J. et al. The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop. Nature, 2022 DOI: 10.1038/s41586-022-04732-y