菸草研究破解植物嫁接之謎

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菸草除了被製作成菸草產品之外,也是生物學家研究植物遺傳學、分子生物學和植物病蟲害的主要模式生物之一。現在菸草也被應用於生產重組蛋白、疫苗和抗體,在當代生物科技中扮演重要角色。最近在對於菸草的研究中,發現了植物嫁接的關鍵分子,未來可望大幅改進植物嫁接技術,藉由分子農業的方法幫助農作物品種的改善。

植物的嫁接是一種園藝技術,透過「移花接木」的方式,將植物連接在一起,結合兩種植物的理想特性。嫁接技術在蔬果栽培上很常見,例如台灣早期在中低海拔地區種植的橫山梨,因為肉質質地較粗糙和酸澀,消費者比較不能接受。日本梨果肉細緻,卻只能在高海拔地區生長,於是農民利用嫁接技術,把日本梨嫁接到橫山梨,改善果實肉質,也讓台灣低海拔地區也可以生產高品質的梨子。

 

通常植物的嫁接被認為僅會在相近的植物品種之間才會發生。嫁接植物之間的相容性與否,大幅地限制了植物嫁接的可能性。儘管嫁接技術行之有年,對於植物嫁接的分子機制還是不清楚。為了瞭解植物嫁接的詳細機制,日本名古屋大學、帝京大學、理化學研究所和中部大學的研究團隊,對不同科的植物之間的嫁接進行了深入的研究。這一項發表在頂尖期刊《科學》上的研究發現,菸草植物(Nicotiana bethamiana)的葡聚醣酶(β-1,4 glucanases)可以促進植物組織的粘附,讓不同種的植物之間的移植嫁接。他們並進一步使用菸草的莖作為植物嫁接的中介物,成功的讓番茄植株成功地嫁接到菊花,並結出果實。

 

 

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