老葉的植物王國

水田會產生甲烷。圖片取自 維基百科  提到減少溫室氣體排放，有多少人知道，種田也會排放溫室氣體嗎？而且，還是甲烷喔！ 水田會排放甲烷，說來真是尷尬，但是人不能不吃飯，所以很多專家對這件事都是「選擇性沉默」。 不過，最近有個好消息！低甲烷排放的水稻終於出現了！而且是「非基」的喔！ 看文章

  圖片來源： 維基百科 紫杉狀海門冬（ Asparagopsis taxiformis ）是紅藻的一種，又名「蘆筍藻」，也是夏威夷蓋飯（ poké ）的原料之一。 最近美國加州大學戴維斯分校的研究發現，每天給牛吃80公克（分四次提供）的紫杉狀海門冬，牛隻體重增加的趨勢跟只吃飼料的牛隻是一樣的，但是這些吃海藻的牛隻所排放的甲烷（methane）卻比不吃海藻的少了82%。 牛的甲烷排放，向來都是畜牧業的頭痛問題。在美國，畜牧業的溫室氣體排放占了整體溫室氣體排放的一成，而其中有一半來自反芻動物。反芻動物因為消化系統進行發酵作用，讓牠們得以從食草中取得足夠的養分；但發酵作用中所產生的甲烷透過打嗝與放屁排出，卻成了助長溫室效應的氣體。甲烷是比二氧化碳要強24-30倍的溫室氣體，因此過去有許多研究都在想辦法減少反芻類（尤其是牛）的甲烷排放。 因此，過去有許多團體都呼籲要減少肉食，尤其是吃牛肉。但是地球上的土地也不是都適合耕種，有些區域只能用於畜牧。 研究團隊過去就發現，紫杉狀海門冬含有可以抑制產生甲烷的酵素的成分。他們曾經在2018年嘗試著讓牛吃海藻，達成了降低50%甲烷排放的目標；這次在2020年的試驗，更進一步地讓甲烷排放降低了82%。研究團隊發現這些牛的肉味也沒有改變。 但是要提供海藻給全美國的牛，可能沒有這麼多海藻；另外是，這個實驗是針對吃飼料的牛做的，但如果是放養的牛，要怎麼確定他們能一天四次，每次吃20克的海藻呢？ 記得我在讀賈德‧戴蒙的《大崩壞》時，裡面提到中世紀的格陵蘭農夫會在冬天沒有草料時餵牛吃海藻，但那是一種要維持牛活命所做的不得不的手段，那時候的農人們如果知道餵海藻有這種效果，可能會有點無言吧... 參考文獻： Breanna M. Roque, Marielena Venegas, Robert D. Kinley, Rocky de Nys, Toni L. Duarte, Xiang Yang, Ermias Kebreab. Red seaweed (Asparagopsis taxiformis) supplementation reduces enteric methane by over 80 percent in beef steers. PLOS ONE, 2021; 16 (3): e0247820 DOI: 10.1371/...

圖片： wiki 全球暖化有20%是甲烷（methane，CH 4 ）造成的，而這些甲烷主要是畜牧以及農業產生。農業行為中產出最多甲烷的就是種稻了。 種稻怎麼會產生甲烷呢？原來水田是個厭氧的環境，在厭氧環境生長的細菌會產生甲烷，貢獻了80%-90%水田的甲烷產出。這些甲烷大部分由植物吸收後釋放到大氣中，製造全球暖化。 但是米不能不吃，要怎麼辦呢？科學家們發現，如果把水田的水放乾一段時間，可以提升稻子的產量、降低甲烷的釋放；但是放水的時機如果沒有抓好，產量反而減少，而且對於高低不平的水田這個方法也不實際。 最好的辦法是能夠改良水稻的品種。過去曾經發現，水田裡的細菌一部份的糧食是來自於稻子的根部合成的糖以及其他的化合物；有些品系的稻子可以合成比較多的米，而這些品系的稻子在種植時，水田裡的甲烷釋放的量相對比較少。 最近瑞典農業大學的研究團隊，將大麥（barley）的 SUSIBA2 基因放進稻米中。 SUSIBA2 是個轉錄因子（transcription factor），使稻子合成更多的澱粉，根部便會分泌少一點醣類以及其他的化合物。產生的新種稻米在開花前釋放的甲烷只有原品系的5%-10%左右，開花以後，因為合成穀粒的緣故，水田釋放的甲烷降到原品系的0.3%。 究竟減少水田的甲烷釋放，是否是因為甲烷菌（methanogen）減少以及澱粉合成上昇呢？研究團隊將稻子以420奈米波長的光照射，以觀察由甲烷菌特有的F420輔因子所放出的螢光。結果發現， SUSIBA2 基改水稻所發出的螢光比野生種少很多。定量聚合酶鏈反應（qPCR）也發現，甲烷菌在基改水稻中的量比野生種少了20%-30%。而澱粉在 SUSIBA2 基改水稻的穀粒中佔乾重的86.9%，比野生種多了10.2%；研究團隊觀察了幾個與糖代謝相關的基因，發現這些基因在 SUSIBA2 基改水稻中的莖與種子的表現量都上昇了。 因此，研究團隊認為，他們經過提高水稻中特定轉錄因子的表現，使水稻將較多的光合作用產物用來合成澱粉；相對的，它的根分泌較少的化學物質，而這些物質是甲烷菌所需要的。因為食物減少，所以甲烷菌在水田裡的量就變少了，於是水田釋放的甲烷量也就跟著下降了。 筆者認為這是很不錯的研究，只是不知道社會大眾對基改作物的接受度，是否會使這新種永遠停留在實驗農場中？ 參考文獻： C....