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報馬仔基因 植物轉大人全靠它

中央商情網/ 2015.08.26 00:00
(中央社記者林孟汝台北2015年8月26日電)磷肥是植物開花結果重要的營養成份,中研院研究員邱子珍領軍的研究團隊發現,植物的微核酸399,在缺磷時就像「報馬仔」傳遞訊息給根部,讓微核酸827增加對磷的吸收。

這項關鍵研究,未來將有助植物育種參考。

在科技部與中央研究院經費支持下,邱子珍的研究團隊10多年來致力於了解植物如何感應外在磷肥的多寡、以及調控吸收與運送的相關機制,首次揭露微核酸(microRNA) 協助植物應變缺磷逆境的分子機制,這一系列的研究成果發表於國際知名的學術期刊,更獲得「湯森路透科學卓越研究獎」肯定。

邱子珍說,植物生長除了陽光、空氣、水、土壤外,無機磷酸鹽是植物直接吸收的主要磷肥型式,可惜的是,通常只有約2成磷肥會被植物吸收,其他8成則存在土壤中,或在下雨後隨雨水沖入湖泊、河流,造成優氧化等環境污染。

透過對阿拉伯芥模式植物的研究,邱子珍表示,當植物感受到缺磷時,miR399由葉片產生,透過維管束運移到根部,進而抑制根部目標基因PHO2的表現,顯示在缺磷時,miR399扮演葉片與根部相互溝通的重要訊息分子;而miR827則是拿掉調控機制,「負負得正」增加根部對磷酸鹽的吸收。

也就是說,植物的miR399,在缺磷「沒錢」時,就像「報馬仔」傳遞訊息給根部,讓微核酸827加緊工作賺錢,才能補充足夠的營養開花結果。

值得一提的是,邱子珍指出,miR399和miR827在葉子和根部都有,缺磷時會在葉子先反應,尤其演化過程中,能在不同高等植物物種間被保留下來,可見這個調控系統的普遍重要性。

她說,這些發現提供調控植物缺磷反應的關鍵線索與新研究方向,未來可以作為選種與育種的標準,或者透過育種方式,改進作物對磷肥吸收和利用的效率,減少大量施用磷肥耗費的成本,以及過度施用所造成的環境污染。

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