%e4%b8%ad%e7%a0%94%e9%99%a2%e6%a4%8d%e5%be%ae%e6%89%80%e5%9c%98%e9%9a%8a%e7%99%bc%e7%8f%be%e3%80%8c%e9%98%bf%e6%8b%89%e4%bc%af%e8%8a%a5%e3%80%8d%e5%90%ab%e6%9c%89%e7%9a%84%e6%9f%90%e7%a8%ae%e9%9a%a8%e6%99%9d%e5%a4%9c%e6%94%b9%e8%ae%8a%e7%b5%84%e6%88%90%e7%9a%84%e7%a3%b7%e8%84%82%e8%b3%aa%ef%bc%8c%e6%9c%83%e8%88%87%e3%80%8c%e9%96%8b%e8%8a%b1%e7%b4%a0%e3%80%8d%e7%b5%90%e5%90%88%e8%80%8c%e4%bf%83%e9%80%b2%e9%96%8b%e8%8a%b1%e3%80%82_%e5%89%af%e6%9c%ac

中研院:植物開花 由磷脂質控制

李昀澔 2014/04/08 15:54 點閱 6182 次
中研院植微所團隊發現「阿拉伯芥」含有的某種隨晝夜改變組成的磷脂質,會與「開花素」結合而促進開花。(photo by維基百科)
中研院植微所團隊發現「阿拉伯芥」含有的某種隨晝夜改變組成的磷脂質,會與「開花素」結合而促進開花。(photo by維基百科)

【台灣醒報記者李昀澔台北報導】植物開花的時間,原來是由磷脂質調控。中研院團隊日前發表於《自然:通訊》期刊的研究發現,植物內一種磷脂質會隨著晝夜日照而變化,調整與負責開花的蛋白「開花素」間的交互作用。中研院植物暨微生物所助研究員中村有輝及助理劉昱志指出,藉由操控磷脂質與開花素結合,除能加速或延遲開花時間,未來也可應用於促進經濟作物的收成。

【開花素促開花】
中村友輝實驗團隊與日本科學技術振興機構、德國馬克斯普朗克研究中心及波昂大學合作,利用模式植物「阿拉伯芥」,揭露開花素促進開花的關鍵。劉昱志表示,阿拉伯芥的特色是在開花前才會長出「莖」的結構,而學界對其基因與蛋白質瞭解較透徹,藉由改變蛋白質序列、結構或剔除基因等方式,即可快速釐清植物的生理機制。

過去已知植物能感受季節性的晝夜長短變化,以選擇授粉率較高的時間開花;近80年前,科學家發現植物葉片會製造「開花素」,沿著類似血管的「維管束」移動至「花序」的部位,也就是植物莖部上端或側端一群即將長成花朵的細胞,進而促進開花,但其中詳細的機制尚未明朗。

【磷脂質啟動開花素】
研究團隊從開花素的立體結構推測,阿拉伯芥內部一種在細胞膜上「到處都有」、稱為「磷脂醯膽鹼」的磷脂質,與開花素結合的專一性極高,很可能是開花素的「配體」,也就是這種磷脂質像鑰匙一樣,一旦與開花素結合,就會啟動開花的機制。

該研究發現,在花序的「頂芽」部位增加磷脂醯膽鹼含量可加速開花,反之則會延遲,但若在葉片提高磷脂質與開花素結合比例,卻無法促進開花。劉昱志推論,開花素「下游」還有許多蛋白,並非決定開花與否「唯一」的因素,例如去除開花素後仍會開花,只是時間延後許多,目前僅能證明開花素接受植物內部的生長訊息後移動至花序與磷脂質結合,促進下游蛋白運作而加速開花。

【磷脂質有晝夜差異】
有趣的是,磷脂醯膽鹼的分子組成會隨晝夜波動,而夜間型磷脂醯膽鹼不易與開花素結合。劉昱志解釋,團隊發現日間型磷脂質飽和脂肪酸含量高,夜間則多含不飽和脂肪酸,阿拉伯芥等需要長日照才會開花的植物,若增加夜間型磷脂質,可延遲開花時間。

透過控制磷酯質含量,達到加速、延遲甚至抑制開花的效果,未來可望應用於培育部分「不開花就能多長葉子」的葉菜類經濟作物,若能加速稻作開花,也能縮短栽種期。劉昱志表示,日本曾有研究發現菊花含有類似「抑制開花素」的蛋白,該團隊未來研究的目標之一,將釐清菊花的開花機制是否也受到磷脂質調控。



可用鍵盤操作