胡蘿蔔素生合成透過通氣組織與鐵斑形成驅動水稻根系可塑性
本研究釐清了鐵斑與通氣組織形成的分子機制，首次證實這兩項長期被認為在機制上相互連結的根系適應過程，其實是由不同的植物荷爾蒙途徑獨立調控。透過正向遺傳篩選，我們在水稻品種 IR64 中鑑定出一株同時缺乏通氣組織發育與鐵斑形成的突變體，其致病基因定位為胡蘿蔔素生合成關鍵酵素Phytoene Syntha...
Dual-cycle CO2 fixation enhances growth and lipid synthesis in Arabidopsis thaliana
植物行光合作用吸收二氧化碳，將碳轉化成各式有機物，但同時也會在光呼吸作用與油脂合成的代謝途徑中，把固定下來的碳再排放出去，造成大量碳流失。此研究首次將一合成的固碳McG循環 (McG) 置入植物中與既有的卡爾文循環 (CBB) 共同運作，形...
發現阿拉伯芥根部金屬螯合劑分泌運輸蛋白ENA1，開啟植物金屬調控新篇章
首次發現ENA1為控制植物根部分泌金屬螯合劑「菸鹼胺（nicotianamine, NA）」的關鍵運輸蛋白，並證實其在調節鋅（Zn）離子毒性與耐受性上具有重要功能。該研究已發表於《New Phytologist》。研究顯示，鋅高累積植物Arabidopsis halleri比起一般阿拉伯芥Arabi...
耐寒、高產的象草L2201：淨零碳排與綠能農業的關鍵品系
本中心與環境變遷研究中心、農業部畜產試驗所及成功大學團隊在國際期刊《Biomass and Bioenergy》發表研究成果，培育出具備耐寒性與高產能的象草品系L2201。相較於主 流品種cv.2，L2201即使在冬季亦能維持穩定生長，全年度田間試驗達到235公噸/公頃的 生物質總產量。該品系在低溫...
母體效應導致Ospho1;2水稻突變體穀粒充填的缺陷
在種子中，母體和子代組織間的細胞是沒有原生質體相連的，因此，營養元素需藉由母體和子代組織交界處細胞膜上的轉運蛋白來輸送，以維持種子中胚乳和胚胎的發育。磷是一必需元素，主要以無機磷酸鹽的形式運送以穿越細胞膜。最近的研究報導水稻OsPHO1;2磷酸鹽轉運蛋白，在種子發育過程中主要表達於珠心表皮（與子代細...
Indium uptake and accumulation by rice and wheat and health risk associated with their consumption
銦為現代電子工業中不可或缺的功能材料之一，因其大量的使用而增加了曝露於環境中的風險，若銦流佈於土壤中，則可能累積在植物體內，進入食物鏈進一步影響人體的健康。在前次以模式植物阿拉伯芥的研究中，我們發現銦通過抑制植物磷轉運蛋白PHT1;1/4及...
Histone H3 lysine4 trimethylation-regulated GRF11 expression is essential for the iron deficiency response in Arabidopsis thaliana
我們以遺傳突變篩選，找到一個對缺鐵反應有缺陷的突變植株nrf2。相對應的基因NRF2 生產一個包含四胜肽重複（TPR）的蛋白質，先前被認為是提早開花相關基因ELF8，它涉及開花時間的調控。因此我們從新把它命名為NRF2 / ELF8。NRF...
A HemK class glutamine-methyltransferase is involved in the termination of translation and essential for iron homeostasis in Arabidopsis
目前我們已知許多重要基因在植物缺鐵下，靠著基因轉錄來調控鐵的傳送及運用，並維持此重要元素在體內平衡及生物功能；而對於蛋白質的轉譯在鐵的恆定調控並不清楚。利用遺傳學方法，我們找到一個在蛋白質轉譯過程中重要的甲基轉移酶；沒有它，鐵恆定關鍵基因在...
Assessment of indium toxicity to the model plant Arabidopsis
銦之化合物常被應用於半導體產業當中，隨著使用量的增加也提高銦污染暴露於環境中的風險，若此污染物流布至土壤並累積於植物體內，則可能通過食物鏈而影響人體的健康。現今國內外鮮少有銦對植物影響的相關研究，因此本研究探討銦對模式植物阿拉伯芥生長之影響...
The dual benefit of a dominant mutation in Arabidopsis IRON DEFICIENCY TOLERANT1 for iron biofortification and heavy metal phytoremediation
鐵是生命的必要元素。人類缺鐵問題一直是營養上的大挑戰，可以導致許多病變如貧血。植物缺鐵也會導致生長缺失，在農業上產量下降。在本研究中，我們運用遺傳策略得到了一個顯性的等位基因，可以使植物強化吸收及累積鐵的能力，並進而抗許多重金屬。此基因的突...
S-nitrosoglutathione works downstream of nitric oxide to mediate iron deficiency signaling in Arabidopsis
目前已知當植物缺鐵時會影響許多基因的表現，但植物究竟如何偵測到缺鐵的訊號，以及如何將此訊號往下傳遞則所知較少。不同以往大家使用遺傳學的方法，本文使用化學生物學的策略來尋找影響缺鐵反應的因子。本實驗室發現了一個新的小分子 (簡稱 R7) ，在...
Effect of gallium exposure in Arabidopsis thaliana is similar to aluminum stress
鎵之化合物常被應用於半導體產業當中，隨著使用量的增加也提高鎵污染暴露於環境中的風險，若此污染物流布至土壤並累積於植物體內，則可能通過食物鏈而影響人體的健康。現今國內外鮮少有鎵對植物影響的相關研究，因此本研究，探討鎵對模式植物阿拉伯芥生長之影...
Identification of metal species by ESI-MS/MS through release of free metals from the corresponding metal-ligand complexes
利用金屬元素在自然界存在特定比例的穩定同位素的性質疑，在本研究中我們利用質譜技術來快速鑑定金屬鍵結的小分子化合物。我們並展示此法可以從生物樣品中，同時鑑定出多種小分子代謝化合物鍵結了不同價數的重金屬離子。此法可揭開生物體內不同分子對金屬離子...
Evolutionary analysis of Fe acquisition system in Marchantia polymorpha
鐵元素是植物生長所必需之微量元素，但過多時會對植物造成毒害。為了吸收鐵，以孢子體為顯著世代的植物—維管束植物發展出兩種策略，非禾本科植物利用還原吸收策略一機制來吸收二價鐵，而禾本科植物則使用螯合吸收策略二機制獲得三價鐵。目前的研究也指出，藻...
Glutathione plays an essential role in nitric oxide-mediated iron deficiency signaling and iron deficiency tolerance in Arabidopsis
在2012年我們篩選到因缺鐵而不抗鋅的突變株zir1，並發現它是因為GSH1基因的缺陷造成glutathione的不足而造成此性狀。在本研究中我們進一步針對其機制進行研究，發現在zir1中的鐵吸收相關基因皆表現不足，在已知缺鐵訊息相關的分子...
Root-secreted nicotianamine from Arabidopsis halleri facilitates zinc hypertolerance by regulating zinc bioavailability
重金屬超累積植物是生長於富含金屬土壤上的植物，具有非常強的重金屬耐受性。Arabidopsis halleri是目前世界上已發現的500種超累積植物之一，為鋅的超累積植物。我們於此研究率先發現A. halleri根部，在過量鋅的環境下分泌鋅...
Iron is involved in maintenance of circadian period length in Arabidopsis
微量營養素鐵與生物時鐘植物生長及發育的過程中，部份重金屬如鐵、銅、鋅及錳等扮演相當重要的角色，這些金屬元素通常為酵素的輔助因子或催化劑，參與許多重要的生化反應，因此被歸類為必需金屬元素。生物體內有個“計時器”，負責每24小時調整一回生命的韻...
IRT1 DEGRADATION FACTOR1, a RING E3 ubiquitin ligase, regulates the degradation of IRON-REGULATED TRANSPORTER1 in Arabidopsis
土壤中含有大量的鐵元素，但受制於可利用性，使其成為限制植物生長與發育的三種元素之一。作為鐵的擷取與傳輸，植物因此發展出精密的系統，其中包含感知與訊息傳遞分子、酵素、轉運子等和其他調節相關因子。非禾本科與禾本科植物分別使用策略I與策略II的鐵...
建立一個有效率又敏感LC-ESI-Q-TOF-MS質譜方法以直接偵測根的分泌物
植物在缺乏鐵營養素時，根系分泌有機酸和phytosiderophore到根圈，以改變土壤的酸鹼或與三價鐵結合，以增加鐵的生物利用度。Phytosiderophore為非蛋白質氨基酸，可在禾本科植物中合成和分泌。禾本科植物中以phytosid...
Copper chaperone antioxidant protein 1 is essential for copper homeostasis
許多重金屬對生物的生長是必須的微量營養元素，當這些重金屬元素過多時往往也會對生物造成毒害。植物經長期演化已發展出一套廣泛恆定機制用來降低必要金屬造成的傷害，並用以維持正常生理所需的必要金屬元素的濃度。銅伴蛋白(copper chaperon...