立場新聞 Stand News

植物防病基因至少 4 億年前已出現

2019/7/12 — 17:07

Marchantia polymorpha,圖片來源:維基百科

Marchantia polymorpha,圖片來源:維基百科

有花與無花植物雖然繁殖方法大不同,但最新刊於 Current Biology 的研究顯示,這兩類基因關係疏遠的植物在遇到病原體時使用同一批基因保護自己,顯示在遠古植物演化初期, 相關基因早已出現並一直傳到現代植物身上。

該研究由劍橋大學植物病理學家 Sebastian Schornack 領導分析苔綱植物地錢 (Marchantia polymorpha) 與本氏煙草 (Nicotiana benthamiana) 這兩種共同祖先已要追溯至 4 億年前的植物基因,如何對付如造成農作物果實、嫩芽腐爛的棕櫚疫霉菌 (Phytophthora palmivora) 這類卵菌綱 (Oomycota) 引起的傳染病。

團隊基改了地錢色素,從顏色不同比較各個組織的抗菌能力,最終發現一組涉及苯丙氨烷 (phenylpropanoid) 合成的代謝基因家族 R2R3-MYB 在感染後被高度激活。 R2R3-MYB 一直被相信與有花植物的壓力反應有關,增加對如蟲咬、病原體感染的生物侵襲,及營養或陽光緊絀等非生物壓力的保護。不過,這是首次有團隊發現無花的地錢有同樣防禦機制。

廣告

Schornack 指,生物之間的衝突是一種非常強大的選擇性壓力,並導向其演化軌跡;不論是動植物,參與對抗特定病原體的基因都會因此而快速演化。是次研究發現這些與抗菌有關的基因廣泛被保留,顯示陸上植物早已演化出一套有用的抗菌機制,而在數以億計的演化期內仍將之保留。

團隊未來會再分析水生藻類有否類似激活基因,以更了解植物的演化歷史。

廣告

來源:
Univeresity of Cambridge, Ancient defence strategy continues to protect plants from pathogens, 12 July 2019

報告:
Carella, P., Gogleva, A., Hoey, D.J. & et al. (2019). Conserved Biochemical Defenses Underpin Host Responses to Oomycete Infection in an Early-Divergent Land Plant Lineage. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2019.05.078

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

發表意見