文=陳柏岳
今年(2019)三月,中國浙江大學張天真教授課題組在國際頂級刊物《PNAS》發表文章稱,他們在棉花中找到了一個小分子「開關」HSP24.7,可以加快棉花發芽的速度。
張天真表示,HSP24.7能直接感知環境溫度並調控種子的萌發。如果缺少這種熱激蛋白,即使環境溫暖和煦,棉花也仍像置身於低溫,繼續「沉睡」。
浙江大學「百人計畫」學者關雪瑩透露,該實驗團隊原本試圖找出棉花耐寒、耐旱、耐鹽的「耐力」相關基因,卻發現一般棉花種子吸水24小時才開始發芽,但有些棉花種子僅僅吸水12小時就開始發芽。通過一系列實驗,課題組發現這批「搶快」的種子共同特性—它們體內小分子熱激蛋白HSP24.7含量特別高。同時課題組也發現,當抑制棉花的HSP24.7,即便溫度溫暖合宜,棉花也會像在寒冷的環境下,萌發緩慢。
事實上HSP24.7是植物溫度感受器,蛋白含量升高,種子內部線粒體產生活性氧,使包在胚芽外的胚乳膜強度下降,為發芽作準備,並不是胚的活力差異造成的,經測試大部分雙子葉植物種子都適用。
早在今年(2019)初,中國在月球上培育的棉花種子發芽,雖然短短幾小時不敵溫差即「與世長辭」,卻突破了人類以往都在太空站種植作物的處境。這是人類首次在月球種植作物,即是因為實驗室啟動棉花內的「小開關」HSP24.7,高蛋白含量以致棉花得以在晝夜溫差至少攝氏300度的月球上破土而出(月球白天最高溫可達攝氏134度,夜間則可降至-170度),為航太界跨出了一大步。
實驗室表示,棉花乃是世界上重要作物之一,若未來該技術普及,作物得以統一步調,也能高效採收增加產值,這項研究發現不只造福農業,同時也造福了紡織業、航太科技等。