台美科學團隊聯手解密台灣水韭特殊光合作用機制 研究成果登上國際權威期刊

【民眾網編輯范哲瑋/綜合報導】

行政院農委會林業試驗所於10日發布新聞稿表示,台灣與美國研究團隊跨國合作,自2018年起對台灣特有植物「台灣水韭」進行基因組定序,發現其具有與仙人掌一樣的特殊光合作用機制「景天酸循環」,該研究成果發表於國際權威期刊《Nature Communications自然通訊》,將持續朝提高作物產能研究中。

台灣水韭為台灣特有的原始石松類植物,僅分布於陽明山國家公園夢幻湖。台灣水韭具有「水陸兩棲」能力,能生存於水中,也能在極度乾燥條件下休眠一年後腹水甦醒。

林試所表示,為釐清台灣水韭的耐旱機制,林試所、清華大學與美國康乃爾大學等研究單位組成台美合作團隊,對台灣水韭進行定序,希望藉由釐清水韭的耐旱機制,推知植物適應環境變化的調適機制,期盼相關研究能有助於台灣面對乾旱等民生重大議題。

林試所指出,台灣水韭雖然長年生長於水中,卻有著沙漠植物常有的「景天酸循環」。景天酸循環是沙漠植物常見的光合作用機制,為了在乾旱熱帶地區生存,沙漠植物會在白天將氣孔觀避以避免流失水分,並在晚上打開氣孔吸入二氧化碳。但這樣的機制對於水生植物來說非常罕見,研究人員認為台灣水韭具有景天酸循環光合作用機制,主要是為了避免在白天與其他植物競爭水中二氧化碳,改在晚上收集其他植物排出並溶於水中的二氧化碳,增加吸收效能。

根據《中央社》報導,林試所育林組特聘研究員黃曜謀表示,生長於台灣南部、冬季少雨環境下的鳳梨也會進行景天酸循環,不過台灣水韭較仙人掌及鳳梨更早演化出景天酸循環的光合作用機制。未來若能透過基因工程讓植物日夜都能吸收二氧化碳,將有利於提高作物生長及產能。

相關研究自2018年起,由黃曜謀、清華大學博士郭立園、美國康乃爾大學博斯.湯普森研究中心(Boyce Thompson Institute)博士李飛葦攜手完成,研究成果於2021年11月3日刊登至國際權威期刊《Nature Communications》。

(圖片取自國家地理雜誌)
(圖片取自國家地理雜誌)

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