錯 那 它 就 不會 開花 為什麼 要 延後 它 開花 時間 呢 就 是 因應 市場 的 需求 賣相 會 比較 好 賣相 比較 好 是 指 指 生長 的 高度 要 一定 的 高度 差不多 八九十 公分 左右 所以 要 長 到 莖 的 長度 要 到 八九十 公分 那 市場 就 比較 容易 切花 插花 就 比較 好 處理 __UNDEF__ 對 不 對 是 的 __UNDEF__ 是 的 那麼 如果 我們 讓 它 自然 開花 它 大概 長 多 長 就 會 開花 了 差不多 十 至 二十 公分 就 中止 開始 開花 了 這麼 長 它 就 會 開花 了 對 不 對 沒 錯 以 短日照 的 菊花 為 例 假使 你 讓 它 處於 連續 黑暗 狀況 之下 它 在 莖 很 短 的 地方 就 會 開花 這 時候 的 菊花 是 沒有 什麼 經濟 價值 的 所以 農民 可以 透過 這 種 原理 來 讓 營養期 變 得 更 長 花莖 變 的 更 長 直到 適當 的 時期 之後 呢 你 再 關掉 燈 讓 它 連續 的 黑暗 讓 植物 累積 這 種 能夠 促進 開花 的 光敏素 來 讓 菊花 開花 大自然 可以 影響 花開 方式 的 還 有 低溫 處理 的 春化 作用 科學家 在 1950年代 發現到 兩年生 或是 多年生 的 植物 歷經 冬天 到 春天 低溫 的 氣候 變化 會 啟動 開花 的 機制 在 春天 開花 因此 稱為 「 春化 作用 」 人們 向 大自然 學 智慧 也 懂得 利用 低溫 處理 來 催花 以 蘭花 為 例 當 溫度 突然 降低到 5 到 7 ℃ 的 時候 休眠 中 的 花苞 會 受到 刺激 而 甦醒 並且 準備 開花 這些 花 都 是 從 剛才 那邊 常 溫 的 花房 移過來 的 嗎 那 這邊 感覺 比 剛才 那邊 涼爽 很多 耶 大概 幾度 這邊 現在 可能 是 二十七 度 那 到 了 晚上 呢 晚上 降到 十七 度 十七 度 那 所以 它 如果 降到 十七 度 大概 會 維持 晚上 大概 會 維持 多久 的 時間 晚上 __UNDEF__ 十二 個 小時 也就是說 這些 花 在 那邊 長大 __UNDEF__ 成熟 了 以後 成熟株 以後 就 會 移到 這邊 那 晚上 都 要 經過 十二 個 小時 的 十七 度 的 低溫 處理 那 這樣 的 一 個 過程 白天 二十七 度 晚上 十二 個 小時 十七 度 的 過程 大概 要 經過 多久 才 能 看到 花芽 像 這 個 __UNDEF__ 有 芽 等 的 這 個 這 個 差不多 一 個 月 所以 這 就 是 花芽 對 __UNDEF__ 那 個 是 花芽 那 能不能 請 你 告訴 我們 一下 為什麼 需要 有 這樣 的 一 個 設備 這麼 好 的 低溫 的 花房 來 催花 呢 因為 蘭花 它 本身 差不多 都 在 過年 那 段 期間 才 有 在 開花 我們 為 了 要 讓 它 一 年 四 季 都 有 花 所以 說 我們 要 設備 一 個 像 這 種 低溫 處理 的 方式 讓 它 開花 這樣 蘭花 是 台灣 重要 的 經濟 花卉 用 低溫 處理 法 來 催花 是 行之有年 的 技術 像 陳 先生 這樣 設置 溫室 栽培 蘭花 的 例子 在 台灣 為數 不少 不過 為什麼 低溫 能夠 促進 植物 開花 它 又 啟動 了 植物體 內 什麼 機制 呢 科學家 替 人們 找到 了 答案 將 某些 植物 置於 一 段 連續 低溫 過程 當中 可以 誘導 它 開花 這 種 現象 我們 稱為 春化 作用 目前 以 模式 植物 阿拉伯芥 為 例 研究 結果 顯示 這 種 春化 的 作用 的 作用 機制 是 一 種 稱之 為 「 Epigenetic re gulation 」 的 作用 簡言之 的 話 低溫 就 可以 改變 DNA 纏繞 在 組蛋白 上面 的 鬆緊度 對於 某 一些 能夠 促進 開花 的 基因 來 講 它 可以 讓 它 的 鬆緊度 纏 的 比較 鬆 一點 然後 讓 這 個 基因 會 表現 反 過 頭 來 講 若要 抑制 那些 會 抑制 開花 在 低溫 之下 會 抑制 開花 的 基因 則 這 種 DNA 跟 組織 蛋白 作用 可以 把 它 纏 得 緊 一點 讓 基因 的 表現 下降 所以 說 目前 低溫 在 阿拉伯芥 研究 的 結果 顯示 Flowering locus c （ FLC ） 的 基因 會 在 低溫 之下 透過 剛才 講 的 「 Epigenetic 」 的 作用 把 它 關 起來 然後 就 可以 促進 開花 從 1935年 植物學家 觀察到 花開 週期 光 敏素 這些 現象 之後 就 相信 在 植物體 內 一定 有 一 個 分子機轉 控制 著 開花 的 週期 但是 那 是 什麼 呢 由於 那 個 時候 分子 生物學 的 技術 和 基因 工程 的 技術 __UNDEF__ 尚未 成熟 所以 一直 找 不 到 答案 從 2002年 之後 美國 加州 Scripps 研究 機構 的 二 位 學者 Marcelo Yanovsky 博士 和 Steve Kay 博士 他們 發現 了 一 種 基因 叫做 CONSTANS 從 CONSTANS 的 基因 被 發現 之後 植物 的 開花機 轉 就 漸漸 的 揭密 了 讓 我們 把 焦點 集中 在 葉片 上 就 能 更 深入 了 解 植物 體 內 的 開花 機制 是 怎麼 運作 的 當 植物 曝露 在 白晝 光照 下 光敏素 被 活化 將 訊息 傳遞到 植物 的 細胞核 就 啟動 了 葉子 上 一 個 能 設定 開花 時間 的 基因 這 個 關鍵 基因 叫做 「 CONSTANS 」 簡稱 CO 基因 在 日照數 小時 之後 CO 基因 轉譯出 CO 蛋白質 去 啟 動植物 開花 的 機制 然而 CO 蛋白質 有 個 特性 在 午後 它 的 活性 會 變 得 比較 差 假設 這 個 時候 植物 不能 產生 足量 的 光敏 色素 加強 刺激 用來 活化 CO 蛋白質 植物 就 不會 開花 了 科學家 發現 CO 蛋白質 在 此刻 非常 重要 原因 是 當 葉子 上 有 足夠 的 光敏素 時 充滿 活力 的 CO 蛋白質 會 像 推骨牌 一樣 啟動 一連串 的 骨牌 效應 喚醒 下游 的 基因 它 就 像是 派出 一 個 能 遊走 維管束韌 皮部 的 傳令兵 傳遞 重要 的 訊息 給 莖頂 的 花苞 告訴 它 現在 就 是 盛開 的 好 時機 快 綻放 吧 那麼 誰 又 是 這 個 「 傳令兵 」 呢 它 就 是 科學家 尋找 已 久 的 開花素 FT 蛋白質 在 2005年 和 2007年 的 實驗 裡 研究 人員 利用 基因 轉殖 的 方法 以 螢光 蛋白 對 阿拉伯 芥 上 進行 標記 追蹤 開花素 FT 蛋白質 在 幾 分鐘 裡 就 通過 了 維管束 的 韌皮部 到達 莖頂 激活 相關 的 基因 促使 植物 開花 了 這 個 開花素 「 FT 蛋白質 」 它 是 由 葉片 上 的 基因 FLOWERING LOCUS T 簡稱 「 FT 」 基因 所 轉譯 的 蛋白質 產物 接下來 我們 來 了 解 科學家 用 基因 轉殖 的 方法 找到 開花素 FT 蛋白質 的 過程 我們 會 把 阿拉伯芥 的 花絮 浸泡 在 膿桿菌 裡面 就 會 完成 基因 轉殖 的 過程 接下來 我們 就 等 著 收取 種子 收取完 的 種子 之後 我們 就 會 透過 篩選 標記 來 篩選 哪些 種子 是 轉殖株 科學家 們 把 FT 基因 跟 水母 綠色 螢光 蛋白質 基因 連結 在一起 然後 藉由 膿桿菌 把 它 轉到 阿拉伯 芥 裡面 來 研究 聰明 的 科學家 就 將 FT 的 突變株 這 一 株 植物 是 沒有 FT 的 嫁接 在 具有 FT 綠色 螢光 蛋白質 的 母株 上面 發現到 嫁接 的 接穗 是 會 開花 的 也 在 上面 發現 了 綠色 螢光 蛋白質 在 上面 所以 可以 直接 的 證明 FT 可以 在 葉部 產生 然後 隨著 維管束 上昇 到 株 的 生長點 並且 促進 未 開花 的 FT 突變株 開花 「 FT 」 基因 由於 受到 光敏素 活化 的 CO 基因 啟動 釋放出 FT 蛋白質 從 葉子 經由 維管束韌 皮部 傳導 而 到達 莖頂 和 莖頂 的 基因 FLOWERING LOCUS D 轉譯出來 的 FD 蛋白質 結合 形成 蛋白質 複合物 之後 如同 小 號手 般 一起 吹出 了 開花 的 號角 花蕾 受到 刺激 就 綻放出 朵朵 笑靨 中興 大學 生物 科技 中心 主任 楊長賢 教授 帶領 的 研究 團隊 近年 來 也 深入 研究 了 開花 機制 對於 FT 基因 的 應用 有 很 大 的 突破 他們 將 FT 基因 轉殖 在 阿拉伯芥 上 得到 了 一些 重要 的 結論 所以 楊 教授 這些 都 是 阿拉伯 芥 乍看 之下 看起來 沒有 什麼 太 大 的 差別 可是 我們 仔細 看 這 一 組 插 黃色 牌子 的 好像 比較 矮 一點 那 這 一 組 插 白色 牌子 好像 比較 高 了 一點 這樣 能不能 跟 我們 談談 我 知道 您 的 研究 團隊 在 FT 基因 的 研究 上面 有 很 卓越 的 成果 那 可不可以 跟 我們 談談 現在 研究 的 近況 呢 好 那 各位 看到 這 個 植物 從 這邊 來 看 各位 可以 看到 這 是 就 是 野生種 的 阿拉伯 芥 就 是 沒有 經過 任何 的 基因 的 轉殖 所以 它 大概 三 個 禮拜 的 時候 它 還 維持 在 營養期 的 階段 大概 長 這麼 高 對 都 是 只 做 營養期 的 葉子 那 這邊 這 批 六 顆 植物 各位 可以 看到 就 是 剛 主持人 說 它 高高 的 事實 上 它 就 是 已經 進入 生殖期 已經 做出 花絮 跟 上面 的 花 那 這 個 植物 不同 的 地方 是 我們 從 文心蘭 裡面 去 把 FT 的 這 個 同源 基因 把 它 取置 出來 以後 然後 把 它 轉進 阿拉伯 芥 讓 它 在 阿拉伯芥 大量 表現 那 高 表現 的 結果 就 造成 了 促進 阿拉伯芥 的 提早 開花 所以 這 大概 多久 就 長成 這樣 這 個 大概 兩 個 到 三 個 禮拜 它 就 開花 了 所以 大概 早 了 一 個 禮拜 早 了 差不多 兩 個 禮拜 正常 的 大約 要 四 個 禮拜 才 會 開花 所以 我們 可以 看 得 到 這 小小 的 花 對 我們 看到 已經 開花 了 嘛 這邊 也 可以 看到 這樣 的 一 個 實驗 是 不 是 就 可以 讓 我們 更 証實 說 FT 基因 的確 有 提早 開花 的 功能 對 沒有 錯 而且 這 個 實驗 可以 更 進一步 的 說明 FT 這 個 基因 它 在 植物界 中間 的 保守性 是 非常 高 的 因為 我們 轉進去 的 是 一 個 單子 葉文心蘭 的 FT 的 同源 基因 在 阿拉伯 芥 上面 也 可以 有 同樣 的 效果 完全 同樣 的 效果 這 個 說 不 是 只 有 一 顆 可以 看到 它 幾乎 全部 都 有 對 __UNDEF__ 這樣 證明 說 FT 基因 可以 跨種 所以 我們 可以 利用 這 個 機制 把 不同 植物 的 FT 的 基因 拿來 轉到 另外 一 種 你 想要 的 植物 裡頭 那 它 就 可以 造成 植物 的 提早 開花 於是 楊長賢 教授 長期 做 了 許多 植物 跨種 轉嫁 FT 的 實驗 也 都 有 實際 的 成果 支持 相關 的 理論 他 希望 這 種 運用 基因 轉殖 去 調控 開花 機轉 的 技術 能夠 大量 運用 在 有 經濟 價值 的 植物 上 楊 教授 剛