老葉的植物王國

  圖片取自維基百科。 「機會是給準備好的人。」如果要找一種植物最能詮釋這句話，那就是稻米。 最近的研究發現：早在人類還不會種田的時候，野生稻早已在基因裡累積了無數潛能——不易脫落的穗軸、糯性的澱粉、對冷與病原的耐受力。這些突變不是為人類而生，而是演化在無意間留下的伏筆！ 看文章

  圖片作者：ChatGPT 水稻是對低溫極為敏感的作物。在穗分化至抽穗階段時如果氣溫驟降，就會產生寒害。稉稻比秈稻更耐寒，這使得稉稻可以適應高緯度與高海拔地區的環境。 最近有個研究，透過篩選抽穗階段耐寒的基因，找到了稉稻的耐寒基因喔！ 看文章

  圖片作者：ChatGPT 水稻（ Oryza sativa ）是世界上非常重要的糧食作物，它的產量受多種因素影響，其中氮肥的使用是提高產量的關鍵之一。 為了瞭解究竟要怎麼適當施肥，中國的研究團隊使用了兩種水稻品系：DF114（東富114）和LD11（龍稻11）。這兩個品種具有相似的生長周期，但是DF114是穗重型（PWT）品種，而LD11則是穗數型（PNT）品種。也就是說，DF114的產量主要受穗重的影響，而LD11的產量則主要受穗數的影響。 實驗採用完全隨機區組設計，包括三重複。氮肥策略作為主要處理，水稻品種為子處理。每個實驗區域長8公尺、寬6公尺，行距30厘米，垄距13.3厘米，每壟種植兩株稻苗。主實驗區域用堤岸分隔。種子於2021年4月16日和2022年4月16日播種。在四葉期選擇生長相似的秧苗，分別於2021年5月18日和2022年5月17日移栽。 研究團隊使用了五種不同的氮肥處理策略： N0：不施用氮肥 N1：農民常規氮肥策略（基肥：分蘖肥比例為6:4） N2：基肥：分蘖肥：穗肥比例為6:2:2 N3：基肥：分蘖肥：穗肥比例為5:3:2 N4：基肥：分蘖肥：穗肥比例為4:3:3 氮肥以尿素（46%）形式施用，總施氮量為150公斤/公頃，基肥施用90公斤/公頃。此外，還施用鉀肥作為基肥和穗肥。 基肥施用於水稻的播種階段。種子分別於2021年4月16日和2022年4月16日播種。分蘖肥施用於水稻的分蘖期，通常是在播種後的30至50天左右，具體時間取決於水稻的生長速度和環境條件。穗肥施用於水稻的生長轉換期，即從植物的莖葉生長轉向穗部和稻米的生長。在這項研究中，通常發生在移栽後大約50天左右。 DF114和LD11兩種水稻品種在不同氮肥處理下的最終產量（單位：噸/公頃）如下： DF114： N0處理：3.92 N1處理：7.62 N2處理：8.03 N3處理：8.19 N4處理：8.4 LD11： N0處理：4.14 N1處理：7.5 N2處理：8.05 N3處理：8.21 N4處理：7.94 從這些數據中可以看出，對於DF114品種，N4處理（基肥：分蘖肥：穗肥比例為4:3:3）下的產量最高。而對於LD11品種，N3處理（基肥：分蘖肥：穗肥比例為5:3:2）下的產量最高。 研究團隊發現，不同的...

水稻。圖片來源：維基百科。 水稻是東亞與非洲重要的主食。2018年全世界稻米產量為7.82億噸。許多國家以稻米為主食之一，若扣掉動物食用的部分，並將亞洲水稻（ Oryza sativa ）與非洲稻（ Oryza glaberrima ，光稃稻）合併計算，稻米可說是世界上最多人食用的穀物，也是世界產量第一的穀物。 這樣重要的作物，每年要消耗世界大約三分之一的水來種植它。隨著氣候變遷、旱澇相繼，有些地區因為缺水開始變得不適合種植水稻，但糧食安全是個重要的議題，總不能全部依賴進口。 有些科學家便開始想，如果水稻不是C3植物，而是C4植物就好了。畢竟C4植物比C3植物要省水，也比較耐熱。於是「國際C4水稻計畫」（the international C4 Rice Project）就這麼誕生了。這個計畫包括了許多不同國家的研究團隊，由牛津大學主導。他們認為，如果可以把水稻變成C4植物，水稻的光合作用效率會提升50%、提升氮的使用效率、還可以改善水的消耗。 最近他們有了第一個突破。透過合成生物學的協助，研究團隊只花了一年的時間就一次將五個玉米的C4代謝相關的基因（碳酸酐酶[carbonic anhydrase]、 磷酸烯醇丙酮酸（PEP）羧化酶[phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase]、NADP-蘋果酸脫氫酶[NADP‐malate dehydrogenase]、 丙酮酸正磷酸二激酶[pyruvate orthophosphate dikinase] 與NADP蘋果酸酶[NADP‐malic enzyme]）轉入超早熟水稻品系（ Oryza sativa spp. japonica cultivar Kitaake）中。過去光是要轉入一個基因，就要花好幾年。 碳酸酐酶負責將二氧化碳與水反應，產生PEP羧化酶所需要的重碳酸根（bicarbonate，HCO 3 - ）；PEP羧化酶負責把重碳酸根與PEP反應，產生草醯乙酸（oxaloacetate），這是C4植物的第一個固碳反應；而NADP-蘋果酸脫氫酶、 丙酮酸正磷酸二激酶與NADP蘋果酸酶則是C4反應中必需的酵素。 研究團隊確認了這五個基因在水稻中都有表現，也都有活性。以碳十三標定的二氧化碳追蹤發現，流向PEP羧化酶的碳增加了十倍（約為玉米的2%）。 雖然這個水稻還不是C4植物，...