老葉的植物王國

  圖片來源：維基百科 「庭前芍藥妖無格，池上芙蕖凈少情。唯有牡丹真國色，花開時節動京城。」這是劉禹錫的《賞牡丹》中的詩句，形容了牡丹的國色天香。牡丹被稱作花中之王，是中國的國花之一。 雖然牡丹在中國的栽培歷史比較晚，但在唐朝時期，牡丹就受到了人們的熱烈喜愛，許多詩人都留下了讚美牡丹的詩篇。 牡丹的開花主要受溫度的影響。當氣溫低於4°C時，牡丹的根部會進入一種半休眠狀態，生長暫停。氣溫回升後，牡丹的根部會重新開始生長，隨著溫度的升高生長速度加快。然而，當夏季氣溫高於30°C時，牡丹又會進入休眠狀態。 最近的一項研究發現了一個影響牡丹花芽休眠的重要基因，叫做 PsMYB306 。研究人員發現，在4°C的低溫下處理牡丹40天後，花芽中的ABA（離層酸，一種植物荷爾蒙）含量會減少一半，而有生物活性的GAs（吉貝素，一種植物荷爾蒙）含量會增加1.3倍。 研究人員進行了一系列的實驗，發現冷處理能顯著減少與花芽休眠相關的基因的表現量，並增加與休眠釋放相關的基因表現量。這意味著，低溫處理對於促進牡丹花芽從休眠狀態轉變為生長狀態有著重要的作用。 研究團隊特別注意到了 PsMYB306 這個基因，因為它在冷處理30天後的表現量下降了6.7倍。進一步的研究發現，這個基因在花芽和種子中的表現量最高，且其表達受ABA的影響，但不受GA的影響。 研究人員通過一系列的實驗，最終證實了 PsMYB306 是一個MYB轉錄因子，能夠經由活化ABA合成基因來調控ABA的合成，從而對花芽休眠釋放有著負面的調控作用。這一發現為深入了解植物花芽休眠的分子機制提供了新的資訊，也為未來更好地控制和利用牡丹的開花提供了可能性。 參考文獻： Yanping Yuan, Lingling Zeng, Derong Kong, Yanxiang Mao, Yingru Xu, Meiling Wang, Yike Zhao, Cai-Zhong Jiang, Yanlong Zhang, Daoyang Sun, Abscisic acid–induced transcription factor PsMYB306 negatively regulates tree peony bud dormancy release, Plant Physiology, 2024;, kiae014, ...

  圖片來源： 維基百科 「庭前芍藥妖無格，池上芙蕖凈少情。 唯有牡丹真國色，花開時節動京城。」這是劉禹錫的《賞牡丹》。牡丹（ Paeonia suffruticosa ）向來被稱為花王，據說主要親本為中原牡丹（ Paeonia cathayana ）。 在中國歷史上，牡丹的栽培歷史比較晚。但是唐朝的人瘋狂地愛上了牡丹，留下了非常多詠牡丹的詩。 牡丹開花的需求主要受溫度影響。溫度的變化會促使牡丹花提前或延遲開花。特別是，保持足夠的積溫對牡丹花的開花十分關鍵。在低於4°C的低溫下，牡丹花的根部會進入半休眠狀態，生長停滯。而當氣溫回升時，牡丹花的根部會重新開始生長，隨著溫度的升高而生長加快。到了夏季，氣溫高於30°C時，牡丹花也會進入休眠狀態。 最近中國的研究發現了一個稱為 PsMYB306 的MYB轉錄因子基因，對牡丹的花芽休眠有重要的影響。 研究團隊先以40天的4°C的低溫處理後發現，牡丹花芽的離層酸（ABA）含量降低50%，而具有生物活性的吉貝素們（GA1和GA3）含量則增加1.3倍。 接著，他們想看看冷處理對牡丹基因表現的影響。在對牡丹進行0天、15天、30天的冷處理後進行的RNA定序實驗顯示，隨著冷處理時間的增加，休眠相關基因的表現量顯著下降，而與休眠釋放相關的基因表現量則逐漸增加。這一結果意味著，低溫處理對於促進牡丹花芽從休眠狀態轉變為生長狀態具有重要作用，並且這一過程涉及到廣泛的基因表現調節。 在這些受到冷處理影響的基因中，研究團隊注意到了 PsMYB306 ，因為冷處理30天使它的表現量下降了6.7倍。進一步的分析顯示， PsMYB306 在花芽與種子中表現量明顯高於其他部位，且以ABA處理會讓它的表現量上升，但GA處理不會。 序列分析顯示， PsMYB306 可能是一個MYB轉錄因子（transcription factor）。研究人員使用了病毒誘導的基因沉默（Virus-Induced Gene Silencing, VIGS）技術來造成牡丹的 PsMYB306 基因沉默。這造成花芽休眠釋放的加速，顯示 PsMYB306 的沉默（基因表達被抑制）對促進花芽從休眠狀態轉移到活躍生長狀態有正面影響。相對的，在矮牽牛中高量表現 PsMYB306 會抑制矮牽牛種子發芽與生長。 研究團隊想要找到 PsMYB306 的下...