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【媒體公關組】幼苗斑紋有助防禦 興大學者揭斑葉成因

更新時間:2017-03-10 10:01:27 / 張貼時間:2017-03-09 11:06:04
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【興新聞】


 

幼苗斑紋有助防禦 興大學者揭斑葉成因

張貼.2017/03/09 上午09:48:46   祕書室媒體公關組  .

 

                                                                                                                                     


具幼年期斑葉的植物。a-e 柏拉木;f蜂鬥草屬的Sonerila heterostemon;g孔雀薑。

圖示比較柏拉木不同葉片的結構和形成其白斑的五種機制 (1表皮細胞、2細胞間隙、3葉肉細胞、4葉綠體變異和5晶體)。

森林下層柏拉木的小苗,可見有斑和無斑的幼苗長在一起。圖中為興大生科系教授許秋容。

幼野豬、幼鹿等動物身上的斑紋,有助於野地偽裝提高存活率,同樣的現象植物界也存在。由國立中興大學生命科學系與新加坡、美國學者組成的團隊,發現柏拉木幼葉的白斑是提高存活機會的秘密武器,且斑葉形成的機制多達五種,其中有兩種為首次發現的斑葉成因。此項有趣的植物學新知,刊登於本月《植物研究》期刊(Journal of Plant Research)。

研究團隊成員包含興大生科系教授許秋容和副教授簡麗鳳、新加坡教授Jean W. H. Yong、美國教授Peter Chesson、興大生科系研究生陳運萱、包尚弘、劉鑑緯與台大博士生吳和為。團隊歷時3年多,針對柏拉木的葉片結構做深入研究,加入產於東南亞的二種斑葉植物(蜂鬥草屬的Sonerila heterostemon和彩葉孔雀薑Kaempferia pulchra)輔助探討斑葉的機制。

許秋容表示植物自然形成斑葉的成因有兩大類:與色素相關 (化學色) 或與結構相關 (物理色)。而柏拉木幼葉特殊之處為白斑的形成多達五種機制共同作用,包含表皮細胞、細胞間隙、葉肉細胞、葉綠體變異和晶體,其中晶體和葉綠體變異為新發現的斑葉機制。此與其他斑葉植物多僅有一或二種機制呈明顯對比。

她補充,這些機制多是物理性的,數種機制共同作用似有加強效果,可使斑紋更加顯眼。比較柏拉木無斑幼苗的綠葉和斑葉的白色區與綠色區的葉表特性,亦發現到許多差別,包含厚度、氣孔和毛狀物等。有趣的是斑葉綠色區的光合作用表現竟然顯著高於綠葉,可能有彌補斑葉白色區光合作用略低的作用。

此研究主要為陳運萱的論文,他在野外調查得知柏拉木有斑和無斑的小苗可緊鄰分佈,且近一半的幼苗為有斑型。相較於秋海棠植物的斑葉多持續到成株,柏拉木的斑葉僅出現在幼苗期,是一種「幼年期斑葉」。這種白斑可提供視覺訊號,而白斑與其中心茸毛細胞內的晶體,可嚇阻草食動物達到防禦作用,所以柏拉木的幼年期斑葉具有演化適應的意義。而吳和為多年前在辜嚴卓雲植物保種中心實習時,即曾觀察到孔雀薑斑葉白斑區的晶體,因而共同發現晶體機制。

研究團隊特別感謝惠蓀林場和林業試驗所蓮華池研究中心提供研究協助,辜嚴卓雲植物保種中心慷慨提供珍貴的材料。另外,許秋容也提醒山友不要為了柏拉木有美麗的斑葉而採摘種植,因為它們很快就會「轉大人」,斑紋會隨之消失。

 



 

 

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