中興大學發現調控花朵老化的基因

花期不夠長是許多花卉栽培產業目前面臨的重要瓶頸之一,延長花的櫥架壽命,對於提高台灣花卉外銷的競爭力將有很大的助益。國立中興大學生物科技學研究所教授楊長賢所領導的研究團隊,日前發現花朵中的MADS box基因Forever Young Flower (FYF)能有效抑制乙烯(導致花朵老化的植物激素)的作用路徑,進而控制花朵的老化凋落,研究成果刊登於《植物期刊》(The Plant Journal)。

本研究在頂尖大學計畫支持下,由楊長賢教授指導博士後研究員陳銘坤及博碩士生許巍瀚、李姵芳、陳宏翊等共同完成。楊長賢指出,從過去的研究發現,乙烯被認為是花朵老化的主要因子,乙烯的生合成機制已有許多研究,但是植物是透過何種機制來調控乙烯的作用,卻仍有待探討。

研究團隊透過轉殖阿拉伯芥中選殖出的MADS box基因FYF進入阿拉伯芥及洋桔梗中皆產生顯著延遲花器老化凋落之性狀。楊長賢解釋,正常的阿拉伯芥花在授粉一天內就會凋謝,而轉基因阿拉伯芥植物的花朵則一直到兩個星期以上,甚至直到果莢成熟時還不會凋謝。而正常之洋桔梗花朵約10-14天即進入老化凋萎,而在轉殖洋桔梗中,花朵約在35天後才開始進入老化。相反的,破壞FYF基因功能的轉殖阿拉伯芥,花朵在花苞早期就開始老化凋謝。研究團隊並進一步探討FYF基因的作用機制,結果首度發現FYF基因的功能與調控乙烯的作用密切相關,FYF基因能調控乙烯作用路徑中的重要下游基因EDFs,進而控制花朵老化凋落之現象。

一般洋桔梗約10-14天會開始老化凋萎,而轉殖FYF基因的洋桔梗約35天後才開始老化,差異性相當大。

研究同時發現,轉殖單子葉文心蘭中選殖出的FYF同源基因OnFYF進入雙子葉阿拉伯芥中也會產生相同延遲花器老化凋落之性狀,這個結果證實FYF基因在單雙子葉植物中皆具有相同調控花朵老化的功能。

楊長賢教授表示,此研究成果顯示FYF基因的表現和花朵的老化凋落有密切的關聯性,極具實際農業應用的價值,而此FYF基因之功能已提出專利申請,未來若能透過基因調控之方法,經由基因工程操作FYF之表現來延遲重要花卉如文心蘭花朵之老化,將能達到延長花期之應用目的,除可減低採收後處理成本增加農民收益外,並將對提高台灣外銷花卉產值有所助益。

資料來源:中興大學新聞稿(2012/06/28)


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