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貧瘠地生高經濟作物 中研院研究大突破

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【大紀元9月18日報導】(中央社記者林思宇台北18日電)全球暖化影響,農作物產量越來越少。中央研究院今天發表最新研究成果,全球首度發現植物偵測土壤的離子感應機制,未來可讓貧瘠土壤,有效長出高經濟農作物。

中央研究院分子生物研究所研究員蔡宜芳領導的研究團隊,發現植物中第一個離子感應子 (Sensor),同時幫助植物感應土壤中硝酸鹽離子濃度變化的機制。「硝酸鹽感應子CHL1藉由磷酸化偵測土壤中氮肥濃度變化」論文今天刊登在國際重要期刊「細胞」 (Cell)上。

此篇論文第一作者國防醫學院生命科學研究所博士何承訓解釋,植物無法像動物一樣可以自由移動,養分絕大部分都仰賴根從土壤中以離子型態吸入,大氣中有4/5氮氣,經過細菌的固氮作用後,轉換為硝酸鹽,是植物合成胺基酸必要營養來源,也是動物的營養來源。

何承訓表示,植物如何偵測硝酸鹽作用機制,學界一直無解。研究團隊發現,「硝酸鹽運轉蛋白─CHL1」有硝酸鹽運轉功能,也是硝酸鹽感應子,可以正確偵測土壤中硝酸鹽的濃度變化,促使植物做出適當的生理反應,進而開花結果。

何承訓說,就像人吃鹽酥雞,知道是大辣、中辣和小辣,硝酸鹽感應子能夠去控制植物要吸收硝酸鹽的濃度,當感應到外在硝酸鹽濃度低時,感應子會被磷酸化,然後誘發微量的基因表現;相反地,當感應到濃度高時,感應子就不會被磷酸化,會誘發大量的基因表現。

何承訓表示,貧瘠的土壤,未來可以「騙」硝酸鹽感應子,讓它覺得養分夠了,就可以開花結果;而硝酸鹽感應子在植物中發現,動物中理論上也有,可以應用在人類因濃度偵測失調所引起的疾病如糖尿病等方面。

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