貧瘠地生高經濟作物 中研院發表突破性研究

新頭殼newtalk | 李雲深 綜合報導
1970-01-01T00:00:00Z

中央研究院昨天發表最新研究成果,全球首度發現植物偵測土壤的離子感應機制,未來可讓貧瘠土壤,有效長出高經濟農作物。這項研究,發表在國際重要期刊「細胞」 (Cell)上,對全球饑荒問題將有革命性的影響。

這項研究成果也創下台灣植物科學論文首度刊登在該期刊的紀錄。研究團隊並應邀製作3分多鐘的影音專輯,由中央研究院分子生物研究所研究員蔡宜芳及論文第一作者國防醫學院生命科學研究所博士何承訓,親自現身在網路版介紹研究成果。(如影音連結)

蔡宜芳領導的研究團隊,發現植物中第一個離子感應子 (Sensor),同時幫助植物感應土壤中硝酸鹽離子濃度變化的機制。「硝酸鹽感應子CHL1藉由磷酸化偵測土壤中氮肥濃度變化」。

何承訓解釋,植物無法像動物一樣可以自由移動,養分絕大部分都仰賴根從土壤中以離子型態吸入,大氣中有4/5氮氣,經過細菌的固氮作用後,轉換為硝酸鹽,是植物合成胺基酸必要營養來源,也是動物的營養來源。

何承訓表示,植物如何偵測硝酸鹽作用機制,學界一直無解。研究團隊發現,「硝酸鹽運轉蛋白─CHL1」有硝酸鹽運轉功能,也是硝酸鹽感應子,可以正確偵測土壤中硝酸鹽的濃度變化,促使植物做出適當的生理反應,進而開花結果。

何承訓說,就像人吃鹽酥雞,知道是大辣、中辣和小辣,硝酸鹽感應子能夠去控制植物要吸收硝酸鹽的濃度,當感應到外在硝酸鹽濃度低時,感應子會被磷酸化,然後誘發微量的基因表現;相反地,當感應到濃度高時,感應子就不會被磷酸化,會誘發大量的基因表現。

何承訓表示,貧瘠的土壤,未來可以「騙」硝酸鹽感應子,讓它覺得養分夠了,就可以開花結果;而硝酸鹽感應子在植物中發現,動物中理論上也有,可以應用在人類因濃度偵測失調所引起的疾病如糖尿病等方面。

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