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目前顯示的是 十二月, 2016的文章

2016 十大點閱文章

2016最後一天到了,我們又走過一年!
哪十篇文章最多人看呢?


第十名:有人味的北方小澤蘭 Platanthera obtusata
植物界的騙子其實還蠻多的,小澤蘭只是其中之一~

第九名:從邱園報告看維管束植物

第八名:跨動物與植物的賀爾蒙:ABA (abscisic acid)

第七名:【原來作物有故事】玉米與美洲文明

第六名:世界維管束植物大盤點

第五名:二氧化碳多,植物就會長得快嗎?

第四名:再談鳳梨謠言:提早採收是因為噴了「成長激素」?

第三名:植物是地球的能量工廠

第二名:蒙古為什麼放棄侵略歐洲?

第一名:鳳梨會「咬舌」是因為噴了生長素?

光是鳳梨就佔了第一名與第四名,真的希望明年鳳梨盛產時,不要再有類似的謠言捲土重來啊~

冰過的蕃茄為什麼不好吃?

對台灣人來說,蕃茄(Solanum lycopersicum)是水果;但是對歐美人士來說,蕃茄是重要的蔬菜。從一開始被認為是有毒的、吃不得的,到現在家家戶戶少不了它,蕃茄是否真的是「一路走來,始終如一」呢?

其實就像其他的農作物一樣,蕃茄也歷經了長時間、多次的品種改良。不過,最近這些年越來越多人抱怨:現在的蕃茄越來越難吃了!吃起來一點味道也沒有!

蕃茄真的變得比較沒味道了,但其中的原因可不只一個。原因之一是:因為大家覺得蕃茄整顆都紅紅的比較漂亮,於是育種的專家們就想辦法挑選那些成熟時會整顆紅透的;結果具有這個性狀(稱為U性狀,意即Uniform Ripening)的蕃茄,因為葉綠素累積減少,使它們在成熟時儲存較少的糖,於是現在的蕃茄都變得比較不甜了。

另一個因素是冷藏。為了避免腐敗、延長保存期限,採下來的番茄都會冷藏於攝氏五度,並在這個溫度下運送,等要販售之前再回溫(攝氏二十度);過去的研究發現,冷藏在攝氏十二度以下會造成與風味有關的揮發性物質減少,而回溫好像影響也不大。

為了要了解到底冷藏對番茄產生了什麼樣的影響,康乃爾大學的研究團隊選了兩個品系(分別為家傳品系'Ailsa Craig' 與商業栽培種FLA 8059)、分別在兩個不同季節採收的蕃茄,針對它們的揮發性物質含量、糖與酸含量,一路分析到基因的表現變化。他們發現:原來冷藏會造成幾個與果實成熟相關的轉錄因子的表現量下降。這些轉錄因子包括RINNONRIPENINGCOLORLESS NONRIPENING等。除此之外,還有被稱為DML2的去甲基酶(demethylase)的表現量也下降了。DML2在果實開始成熟時大量表現,當它的表現被抑制時,會使得許多基因被高度甲基化,延遲果實成熟。雖然回溫一天可以使它的表現量回復,但是相關基因的表現狀況卻沒有完全恢復。而這些轉錄因子,雖然有些在回溫後表現量也隨之上昇,但似乎無法完全逆轉受他們影響的相關基因的表現程度。

研究團隊在觀察果實的揮發性物質含量以及糖與酸含量時發現,冷藏七天造成蕃茄中來自支鏈胺基酸與脂肪的揮發性物質含量減少,但來自於類胡蘿蔔素的揮發性物質(如香葉醇)含量卻上升了;但如果只有冷藏一到三天,是不會產生這些影響的。但是糖與酸的含量則不受冷藏的影響。

對應於揮發性物質含量的下降,他們在觀察基因表現時也發現,冷藏七到八天會讓合成這些…

降落傘花的騙術

原產於莫三比克、南非與史瓦濟蘭的降落傘花(parachute plant,Ceropegia sandersonii),因為花的形狀像個小小的降落傘而得名。不過,看到它的花的人,大概都會覺得大惑不解:長這樣,莫非它跟豌豆這些植物一樣,都是自花授粉的植物嗎?如果是蟲媒花,蟲進去了豈不是出不來?這樣對它又有什麼好處呢?

降落傘花的確是蟲媒花,畢竟花長這樣要作為風媒花也太難為北風君了。它的花長這樣,也的確就是打算要把進去的蟲關在裡面--別緊張!一天以後花謝了,蟲就可以出來了;所以蟲不會餓死啦。

誰是降落傘花的媒人呢?過去的研究發現,主要是肖稗稈蠅屬(Desmometopa)的昆蟲。這一屬的蠅有大約50種,大部分都是過著「偷竊寄生」(kleptoparasitic)的生活。偷竊寄生這個詞有點難以直接解釋,這麼說吧:肖稗稈蠅屬的蠅,會在牠的宿主被掠食者攻擊的時候,趁掠食者不注意,在旁邊偷偷搶點吃的。雖然有些動物,如鬣狗(hyena)有時也會跟在其他掠食者的旁邊偷點東西吃,但肖稗稈蠅屬的蠅,可是專業的在扮演「你吃肉我喝湯」的角色--畢竟雖然是湯,但也是肉湯,是高蛋白的食物。尤其對於雌蠅,因為卵子的製造需要消耗大量的養分,他們可是孜孜不倦地尋找機會喝點肉湯、吃點肉屑。

所以,為什麼偷竊寄生的蠅兒要去幫降落傘花傳粉呢?難道降落傘花有提供「肉湯」嗎?當然沒有!但是降落傘花還是需要蠅兒幫它傳粉,畢竟當地也沒有其他的授粉者可以拿得起來降落傘花的花粉器(pollinaria)。花粉器為傳播花粉的構造,主要出現在蘭科(Orchidacaeae)、杠柳科 (Periplocaceae)與蘿藦科(Asclepiadaceae)的植物。每一個花粉器裡面有很多顆花粉,因此如果是個頭太小或口器形狀不適合的昆蟲,並不能協助具有花粉器的植物傳粉。

如果降落傘花非要找偷竊寄生的蠅兒來幫它授粉,但是又沒有「肉湯」給牠們,那要怎麼辦呢?

用「騙」的!歐洲的研究團隊認為,降落傘花應該會發出類似蠅兒的宿主--西方蜜蜂(Apis mellifera)--受攻擊時發出的費洛蒙。過去的研究知道,蜜蜂受到攻擊時會發出許多具有揮發性的物質,用來警告其他的蜜蜂不要靠近。這些物質主要由蜜蜂的下頜腺(mandible gland)、蜇腺(sting gland)與奈氏腺(Nosonov gland)所分泌。

為了證明降落傘花的…

【原來作物有故事】番薯 源自南美風靡各國

生活中的番薯

冬天來一顆烤番薯,暖烘烘地握在手心,真的是最棒的享受了!台灣人喜歡自稱番薯,但其實番薯是不折不扣的外來植物喔!這可以從它的名字看出來,因為只要有「番」這個字,就代表它是外來的呢!但是為什麼有時會被寫成「蕃薯」呢?因為「番」這個字在日文裡面並不是外來物的意思,而是代表「次序、值班」,因此在日治時代,被日本人給改成了「蕃薯」。

番薯大約在十七世紀初就出現在台灣,很快成為台灣人的主食之一。在移民前期,為了把米運到大陸去賺取利潤,當時的人便多吃番薯少吃米;後來,人多了、地也不夠,米開始不夠吃了,當然還是吃番薯摻飯。到日治時代,以番薯簽(擦絲曬乾的番薯)混合米飯食用的狀況更普遍。

到國民政府來台灣之後,番薯便逐漸從餐桌上退場,成為飼料;直到近年養生風興起,番薯又成為僅次於水稻的食用作物。

哪些番薯是台灣最受歡迎的品種呢?我們最熟悉的黃皮黃肉的番薯是台農57號,它也是全臺灣產量最大的番薯,適合烤、煮或製作薯條。而紅肉番薯則是台農66號;被暱稱為「芋仔番薯」的紫肉品種則是台農73號,在台語歌曲裡面唱的「竹山的番薯」是台農64號喔!至於用作蔬菜的葉用番薯,主要有桃園2號與台農71號。

為什麼台灣人會用外來植物來稱呼自己呢?台灣史學者許雪姬老師認為,這個稱呼應該是從日治時代,前往中國被日本人控制的地區工作的台灣人開始的,後來就成了台灣人的暱稱了。

番薯如何進入世界歷史

番薯可能是發源於墨西哥的猶加敦半島與奧里諾科河之間。在哥倫布到美洲之後,在現在的巴拿馬發現了它,於1493年獻給伊莎貝拉女王。

由於番薯相當適應西班牙的氣候、加上滋味甘甜,使它在歐洲大受歡迎。當時它除了是富人的珍饈之外,還被認為可以加速婦女月經來潮、分泌乳汁,對男士則有壯陽的效果。英國國王亨利八世更是特別愛吃加了香料與糖的番薯派。

番薯在17世紀被西班牙人帶到菲律賓後引進中國,由福建、廣東慢慢向北方傳播。徐光啟是番薯的粉絲,他在「農政全書」中列舉了十三項番薯的優點喔!後來在乾隆初年,華北連續發生大旱災、乾隆皇帝發現番薯是很好的救荒作物以後,甚至要求各省都要種植番薯。

鄭成功到臺灣後,也是靠著種植番薯、將番薯作為主食之一,才能包圍熱蘭遮城九個月,將荷蘭人逐出臺灣。民間甚至傳說南明魯王(朱以海)愛吃番薯,有個綽號叫番薯王。

在二戰前夕,日本政府發現番薯可以用來製造酒精、甲醇、丙酮,於是在臺灣拓殖株式會社所經營…

生長或備戰,真的魚與熊掌不可兼得嗎?

植物在環境中遇到病原/病蟲入侵時,會啟動茉莉酸(jasmonic acid,JA)的合成,接著啟動一整個防禦機制。

茉莉酸合成的同時,植物的生長速度開始趨緩。許多科學家認為,這是因為當防禦機制啟動後,植物會把資源由生長移到備戰的緣故。聽起來也頗為合理,畢竟作為光合自營生物,每天最多能合成多少物質是一定的;所以遇到外敵入侵時,「挖東牆補西牆」也是意料中的事。

不過,我們是在談科學,想當然爾與事實之間,還是隔著驗證這件事。到底外敵入侵時生長趨緩,是不是真的是因為「挖東牆補西牆」呢?最近美國研究團隊的發現,顯示了案情可能不是這麼單純。

研究團隊仔細分析植物的生長與防禦,發現如上圖a所示,當有外敵入侵時,茉莉酸的合成會抑制Jaz系列基因,而JAZ蛋白減少,便會使相關的MYC轉錄因子(transcription factor)穩定性上昇,啟動防禦機制。在沒有外敵入侵時,植物的生長最主要與吉貝素(GA,gibberellic acid)相關。吉貝素的分泌,使DELLA蛋白分解,由於DELLA平常會抑制PIF轉錄因子,因此當DELLA蛋白變少,PIF轉錄因子就會變多,於是一系列與生長相關的基因就啟動了。

如果可以把Jaz系列基因剔除,是否植物的防禦能力就會上昇呢?聽起來好像可行,但是由於Jaz系列基因成員繁多,且有些在功能上又有重疊之處,研究團隊在考量Jaz系列基因在演化上的關係以及它們對於抑制不同MYC轉錄因子所扮演的角色後,選了Jaz1/3/4/9/10五個基因加以剔除。

剔除了Jaz1/3/4/9/10五個基因的五重突變株(簡稱jazQ),對茉莉酸的敏感度與單基因突變株相比要高很多。除此之外,除了jazQ的根比野生種要短,同時也因為葉柄變短、葉片變小之故,整體植株的蓮座直徑(rosette diameter)比野生種小了許多。另外,由於植物也長得比較慢,造成花苞出現的時間比野生種要晚,不過開花時葉片的數目並沒有增加。

研究團隊想找到可以不必在生長與備戰間做抉擇的植物,於是他們以甲磺酸乙酯(EMS,ethyl methanesulfonate)將jazQ五重突變株進行突變,再從中找尋不具有jazQ葉片變小、葉柄變短的性狀,但仍保留與防禦(備戰)相關的性狀(花青素合成增加)的突變株。

結果找到的竟然是光敏素B(phytochrome B,簡寫為phyB)的突變株!如果看上面…

【原來作物有故事】不只是田園之肉的大豆

生活中的大豆

當聯合國農糧署把2016年訂為「國際豆類年」時,在台灣的我們第一個想到的一定就是大豆(黃豆)吧?但卻沒想到他們卻在網站上聲明:國際豆類年的豆類不包括大豆(也不包括花生)!

蝦咪!沒有大豆!我們的生活怎麼可能沒有大豆呢?不只是早餐的豆漿、還有豆腐、豆干等豆類製品,很少有台灣人可以整個星期都不接觸到任何大豆製品吧!

因為大豆是中國北方原產,華人很早就開始接觸大豆了。從最早的單純把大豆煮熟來吃,到漢朝開始有豆漿、豆腐、豆醬等,大豆的果實可以吃、可以榨油,嫩葉可以吃、莖與老葉可以曬乾後當作燃料…有名的「七步成詩」的故事,裡面的「豆箕」就是乾燥的大豆莖葉喔!大豆真的是萬用呢!

就算不吃豆腐、豆干也不喝豆漿的人,但有一種大豆製品卻是每個人都會接觸到的:醬油!大家都知道醬油是大豆釀造的,而有些醬油會特別宣稱是黑豆釀造的,那麼黑豆是不是另一種豆類呢?其實黑豆只是有黑色種皮的大豆喔!而醬油一開始其實是浮在肉醬上面的液體,因為肉類比較貴,原本只有貴族才能夠有肉醬可以吃;後來民眾們發現用大豆發酵製作的豆醬滋味也很好,所以就開始製作豆醬、後來也產生了大豆釀造的醬油。而拿來當作零食的毛豆,則是還沒有完全成熟的大豆喔!

大豆如何進入人類歷史

因為大豆原產於大陸北方,華人很早就開始吃大豆了;到了春秋戰國時期,大豆已經被列為五穀之一(菽),也很早就發明了發酵處理大豆、以及製作各種豆製品的工坊。而日本人比我們更愛大豆!豆醬在唐朝時由中國傳到日本以後,日本人發明了許多不同口味的豆醬(味噌)與納豆,日本人可以說是一天都離不開大豆與豆製品呢!

為什麼聯合國的「國際豆類年」不包括大豆呢?原來大豆到十八世紀末才從中國到歐洲與美國,而且因為歐洲原生的幾種豆類如鷹嘴豆、扁豆等都不好消化,吃了容易脹氣,所以在歐美一向認為,豆類是窮人的食物;加上歐美並沒有製作豆製品的工坊,所以他們要吃大豆與豆製品並沒有像我們那麼方便。因此,大豆一開始並沒有得到很多的重視;直到二十世紀初一次世界大戰的糧食短缺,以及1920年代美國的棉籽象鼻蟲大爆發,使得美國人食用油的來源遽減,他們才開始把眼光看向可以榨油的大豆。接著第二次世界大戰,在美國參戰後,由於對肉類的需要,美國開始採用「肥育法」:提供以玉米與大豆為主的飼料給牛、羊、豬食用,同時限制他們活動的空間,如此一來可以將飼養的時間縮短一半到三分之二,也開啟了所謂的集約飼養(…

二氧化碳多,植物就會長得快嗎?

對於溫室效應(Greenhouse Effect)大家都耳熟能詳了,也知道是因為大氣中因為人類活動所產生的溫室氣體越來越多,這些氣體把太陽與地球所產生的輻射能量留在大氣層裡面,使地球表面的溫度提高。

溫室氣體(greenhouse gases)包括了水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、臭氧(O3)與氯氟碳化物(CFCs,Chlorofluorocarbons),不過最主要的還是二氧化碳。慢著!二氧化碳不也是植物光合作用的原料之一嗎?那麼說起來,當大氣中的二氧化碳濃度提高,就代表植物會有更多的原料可以進行光合作用,所以...溫室效應所帶來的二氧化碳濃度上昇,應該會造成植物長得更好,所以溫室效應也不全是壞的囉?

理論上雖然是這樣,不過在實驗中卻發現不見得是這樣喔!有些植物的確長得更好,但效果並不持續;有些卻完全沒有長得更好。雖然有人認為可能是因為氮素不足,但在有些實驗裡又發現好像氮沒有那麼重要;至於植物的年齡與種類、水分、溫度、甚至添加二氧化碳的技術,雖然都可能有影響,卻又無法解釋不同實驗的結果。

到底是什麼影響到植物對二氧化碳所產生的反應呢?由歐洲與美國所組成的研究團隊,想到了菌根(mycorrhiza)。菌根是與植物根部共生的真菌,約有94%的植物根部都可以找到它(剩下的6%是水生植物)。有些菌根會把菌絲伸入植物的根細胞中形成菌根共生體(arbuscular mycorrhizae,簡稱AM),有些菌根則只會包覆在植物根的外圍,形成外生菌根(ectomycorrhizae,ECM)。這些真菌協助植物吸收水分與礦物質,從植物那裡得到光合作用所產生的醣類,對植物的生長與養分的循環有很大的貢獻。

但是外生菌根與菌根共生體與植物之間的互動其實不盡相同。過去的研究發現,外生菌根非常的講義氣,不管土壤裡面的養分(尤其是氮素)充足與否,外生菌根會一直與植物維持共生關係;相對的,菌根共生體雖然名為共生體,但是當土壤養分不足時,有些菌根共生體會轉為寄生(OS:那...還叫共生體嗎?)。而它們的分佈也不相同:菌根共生體多半都與沙漠、草原、灌木以及熱帶森林的植物在一起,外生菌根則常見於溫帶與寒帶森林。所以,會不會之前的許多實驗,其實都受到菌根種類的影響呢?

為了了解是否菌根真的是影響植物對二氧化碳反應的主因之一,研究團隊分析了83個不同研究團隊…