於阿拉伯芥中表現水稻OsNCED3基因可增加其離層酸含量並改變其葉片型態

images

圖. 葉片型態及離層酸含量之比較

土壤種植23天之正常株、 Atnced3 突變株、及轉殖株之植株大小 (A),葉片形態 (B),第五片簇生葉之樹脂包埋切面 (C),離層酸含量 (D)之比較

離層酸是一種植物逆境荷爾蒙,對植物種子的成熟與休眠,氣孔的關閉,以及植株對不良環境的耐受性具有重大的影響。在高等植物中,離層酸的生合成是由許多不同的基因所共同調控,其中又以9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 3 (NCED3)這個基因扮演最關鍵性的角色。正因為如此,NCED3這個基因也受到學者們廣泛的研究。可惜的是,以往NCED3的相關研究多著重於雙子葉植物,截至目前為止,尚未有任何研究報導是將單子葉植物的NCED3基因大量表現於雙子葉植物中,看對雙子葉植物會產生怎麼樣的影響?鄭萬興老師的實驗室率先將單子葉水稻的NCED3基因大量表現於雙子葉的阿拉伯芥中,由此獲得的阿拉伯芥轉殖株與未轉殖水稻NCED3基因的正常型阿拉伯芥相較之下,發現轉殖株呈現離層酸增加,相對水分散失減少,發芽延後,乾旱耐受性增強等性狀。有趣的是,除上述的性狀之外,轉殖株的葉片及中肋也變得比較小而且比較圓。綜合上述,單子葉水稻的NCED3基因除了已知的參與離層酸生合成之功能外,也可能具有影響阿拉伯芥葉片型態及維管束發育的額外功能。(Hwang SG, Chen HC, Huang WY, Chu YC, Shii CT, and Cheng WH. 2009. (Plant Science; http://dx.doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.09.014)