興大團隊發現植物界超大的獨特葉綠體

中興大學許秋容教授的研究團隊在一群古老的維管束植物卷柏科中發現它們的葉綠體具有奇特的多樣性，一個光合細胞中有單獨一個超級巨大的葉綠體，它可出現在表皮細胞或第一層的葉肉細胞中，呈杯狀、二裂片狀或大盤狀，可達40微米，是目前已知植物界最大的葉綠體。

對比於一般陸生植物細胞內多數小圓盤狀的葉綠體，巨大葉綠體顯得非常獨特。中興大學許秋容教授的研究團隊在一群古老的維管束植物------卷柏科發現它們的葉綠體具有奇特的多樣性，一個光合細胞中有單獨一個超級巨大的葉綠體、至少數中型葉綠體或多數小型的葉綠體，與種類有關。超級巨大的葉綠體可出現在表皮細胞或第一層的葉肉細胞中，呈杯狀、二裂片狀或大盤狀，可達40微米，是目前已知植物界最大的葉綠體。這些巨大葉綠體的構造有的像一般的葉綠體；有的卻在一般葉綠體的構造之上，再加上數十層平行又規律的層狀結構，被稱為「二區葉綠體」。

他們研究了全世界76種卷柏植物，巨大的葉綠體在49種卷柏中發現，均生長在林下陰暗的環境。對照於生長於較開放或沙漠等高光環境下的卷柏，它們一個細胞中的葉綠體有數個或數十個，大小為中型或小型。進一步檢視微細構造，他們發現其中11種具巨大葉綠體的卷柏有著二區葉綠體的特殊結構，可為杯狀或二深裂片狀。二區葉綠體上方有如太陽能板的層狀結構，位在漏斗狀細胞下方，可共同形成光學作用，推知具有增加吸收或反射光線的潛能，是植物適應陰暗環境的極致表現。

由親緣關係比較得知卷柏植物祖先型的葉綠體應為多數且小型，而超大葉綠體是演化後期才出現的特徵，可能與過往地球的環境變化有關。這項研究發表於本期 (2020年4月) 的美國植物學會刊，歷時7年，由8個國家22位研究者參與，其中博士生劉鑑緯和碩士畢業生李紹輔貢獻良多。研究團隊特別感謝科技部的經費支持、美國史密森研究所和夏威保育計畫的協助、英國、澳洲的植物園和辜嚴倬雲保種中心提供數種研究材料。葉綠體已被研究近200年，這項新穎又具生態意涵的新發現，引起植物學界的關注，或可啟發斬新的葉綠體研究方向。