小麥的基因地圖

■最近一期的《科學》雜誌上,由歐洲與美洲許多研究團隊共同完成了一個「不可能的任務」:定序並分析麵包小麥的轉錄體(transcriptome)。為什麼說是不可能的任務呢?因為他們選取了(1)不同發育時間的15種組織;(2)沒有環境壓力下的四種組織;(3)在生物壓力與非生物壓力下培育的幼苗,來定序並分析它們的轉錄體。除此之外,科學家們還詳細比較來自三種植物的六套染色體上同源基因們的表現方式。這麼龐大而複雜的任務,若非傾眾人之力只怕也不能完成。

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檞寄生的電子傳遞鏈

■一般提到檞寄生通常就是指原產於英國與歐洲的歐洲檞寄生(European Mistletoe,Viscum album),它是檀香科(Santalaceae)雙子葉半寄生植物。說它們是半寄生,主要是因為它們還有葉綠體,可以進行一些光合作用;但有一些研究發現,它們從宿主取得的碳,佔自身所需比例的八成。也因此,有些宿主在被它寄生後會出現生長遲緩的現象,嚴重時甚至會死亡。

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【DNA65週年】幕後花絮——插圖的作者

■不知道DNA雙螺旋結構是由華生(James D. Watson,1928-)與克里克(Francis Crick,1916-2004)兩人解出的人,應該很少;但是有多少人讀過1953年四月刊登在《自然》(Nature)期刊上的那篇論文呢?雖然刊登在《自然》與《科學》(Science)兩大期刊上的論文一般都很短,但這篇論文更是短中之短,只有一頁多一點點(842個字)與一個插圖。
插圖以一種寫意的方式,將DNA的雙螺旋優雅地描繪出來。那,繪者究竟是誰呢?

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【DNA65週年】後來他們怎麼了——羅莎琳‧富蘭克林

■提到羅莎琳‧富蘭克林(Rosalind E. Franklin,1920-1958),很多人應該馬上想到:那個實驗結果被偷走的科學家;但有多少人知道,第一個菸草嵌紋病毒(TMV,Tobacco Mosaic Virus)的模型是在她的實驗室用「二十四打」腳踏車把手建立的?
一九五三年二月二十三日,富蘭克林拿出「第五十一號片子」,開始仔細計算B型DNA。第二天,她在筆記上下了這樣的結論:A型與B型DNA都是雙螺旋結構。不到一週後的二月二十八日,華生(James D. Watson,1928-)領悟到了腺嘌呤與胸腺嘧啶、鳥糞嘌呤與胞嘧啶以氫鍵結合,第一個幾乎完全正確的DNA模型,在一週後誕生了…。

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【DNA65週年】後來他們怎麼了——華生

■一九五三年3月7日,在威爾金斯(Maurice H. F. Wilkins,1916-2004)與富蘭克林(Rosalind E. Franklin,1920-1958)不知情的狀況下,根據他們的實驗結果建構的第一個DNA原子模型由克里克(Francis H. C. Crick,1916-2004)與華生(James D. Watson,1928-)完成了。五天後,當威爾金斯與富蘭克林站在這個模型前面,他意識到自己多年的研究成果已被眼前這兩個人搶得先機完成了。
科學界一直以來的「只有第一,沒有第二」的風氣,使布拉格爵士(Sir William Lawrence Bragg,1890-1971)在不願再度痛失發表先機的壓力下,應允了華生與克里克插手威爾金斯與富蘭克林的研究;而取得先機的兩人,後來分別的發展又如何呢?

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【DNA65週年】後來他們怎麼了——克里克

一九五三年四月,華生(James D. Watson,1928-)與克里克憑著「看」來的研究資料,破解了去氧核糖核酸(DNA)的結構:雙股反平行、磷酸根在外、含氮鹼基在內的螺旋狀結構。這個發現,讓他們在九年後得到諾貝爾獎;得獎後的他們,是否從此就一帆風順平步青雲了?

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「含沙射影」的植物

過去科學家們關於「含沙植物」到底為什麼要含沙,主要有兩種看法。第一種是認為蓋上沙子可以讓自己變得很「難」吃;第二種則是認為沙子是一種保護色,可以讓草食動物看不到它們。
加大戴維斯分校的研究團隊,為了想要瞭解到底「含沙植物」到底為什麼要含沙,便設計了以下的實驗。他們以保留區內的黃沙馬鞭草為實驗材料,這種植物在該保留區中很多,整個植物體都覆蓋著一層細細的葉毛,通常接近地表的莖、葉、葉柄都蓋滿了沙子,在接近頂芽的部位會有較少的沙子。

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榴槤的臭味哪裡來?

你愛吃榴槤(Durio zibethinus)嗎?如榴槤這等味道強烈的水果,通常愛的人就很愛、厭惡的人就很厭惡;但榴槤除了口味特別以外,果實本身還會發出強烈的氣味——或者說臭味。
因為這強烈的氣味,在許多地方的大眾交通工具與飯店都禁止旅客/房客攜帶榴槤;喜愛它的人不在乎,但討厭它的人會說聞起來像「洋蔥、松節油與臭襪子的組合」。過去的分析顯示,氣味包括了揮發性硫化物、酯、醇類與酸等。

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御穀(Pennisetum glaucum)是否能解決暖化造成的糧食問題?

■發源於西非薩赫爾(Sahel)地區的御穀,與粟同為C4植物。不過由於御穀比粟更耐旱,可以在年雨量只有250毫米的地區開花結果;因此,目前全世界有九千萬個農夫以種植御穀維生,種植面積達兩千七百萬公頃。雖然目前的資料看來御穀的產量極低(每公頃九百公斤),但部份的原因來自於它總是被種在雨量極少、其他穀類無法生長的地區的緣故。御穀蛋白質含量高(8-19%)、澱粉含量低、纖維含量高,鐵、鋅含量高於米、麥、玉米、高梁,從現代人注重養生的飲食角度看來,的確是很好的食物。

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分析葡萄的基因體

原產於歐洲與中亞的葡萄大約在六千到八千年前於近東馴化,接著向歐洲大陸傳播;數千年來,透過雜交與無性繁殖(扦插與嫁接),全世界已有超過一萬個品系;在美國農業部(USDA)的種源庫中,也存有大約一千個品系。但是這些品系,有些是同系異名、有些只有極少的資訊。為了釐清它們之間的關係以減少混淆,同時方便未來育種選拔使用,研究團隊挑選了9,000個葡萄的SNP(single nucleotide polymorphism)位址組成陣列(array),用來進行全基因組關聯性(GWA,genome-wide association)分析。

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植物可以讓蟲蟲自相殘殺!

植物不會動,所以遇到蟲害的時候,是否只能無奈的被咬呢?過去許多研究發現,其實植物沒有表面看起來那麼無辜的樣子。有些植物會招來打手消滅不受歡迎的客人,如歐洲品系的玉米以及大芻草在遭受西方玉米根蟲的幼蟲攻擊時,會分泌一種倍半萜召來西方玉米根蟲幼蟲的天敵:線蟲。

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蘋果的基因密碼

蘋果(Malus domestica)的祖先是中亞的新疆野蘋果(Malus sieversii),全球約有35種不同蘋果屬植物,其中只有三種人類可食:蘋果、M. sylvestris、新疆野蘋果。在中亞發源的蘋果,隨著採食的動物向東到中國,發展成綿蘋果等;向西發展為現在的富士、加拉、五爪等洋蘋果。洋蘋果是目前蘋果屬中最廣被栽培的種類,全世界大約有7,500不同品系的洋蘋果(以下簡稱蘋果)。

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地熱區(Geothermal field)有什麼植物?

由於地熱區下方都有岩漿庫,所以越往下溫度就越高,這使得大部分能長在地熱區的植物都是淺根的,如苔蘚、地衣之類。能夠長在地熱區的維管束植物,頂多就是矮小的灌木而已。
但是位於紐西蘭北島的陶波火山區(Taupo Volcanic Zone)不大一樣。主要覆蓋陶波火山區的植被是木本維管束植物。因此,紐西蘭的研究團隊決定要進行當地的植被調查。

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通風報信的植物

植物受傷時會有什麼反應?過去的研究讓我們瞭解,當植物被攻擊(受到病原菌感染、受傷)時,會釋放出揮發性有機物質(VOCs,Volatile Organic Compounds),讓自己以及附近的植物啟動防禦機制。這個作用有點像古代的烽火臺,當敵人來襲就燒起狼煙,附近的人看到狼煙就知道這裡出事了,要加強戒備。

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