興大解密「花被密碼」發現蘭花花色、老化之謎 登頂尖期刊
▲中興大學副校長、生物科技學研究所講座教授楊長賢（中）所領導的團隊解開蘭花花色及老化之謎。（圖／中興大學提供）
蘭科植物含有超過28000多種以上的蘭花，是現今植物界中包含種類最多的科之一。中興大學生物科技學研究所講座教授楊長賢所領導的團隊，五年前曾提出「花被密碼」(Perianth code，簡稱P code)，證實了蘭花脣瓣形成的原因及機制，解開蘭花花朵美麗的秘密。
楊長賢指出，「花被密碼」的發現突破過去對植物B羣MADS基因的專一研究，他們提出B羣基因的蛋白質必須與一羣AGL6的蛋白質形成蛋白質四聚體的複合體，一種爲「脣瓣複合體」 (L complex)，其控制脣瓣的型成，另一種爲「花萼/花瓣複合體」(SP complex)，其會抑制脣瓣的形成，使花器產生花萼/花瓣。
▲中興大學副校長、生物科技學研究所講座教授楊長賢解開蘭花花色及老化之謎。（圖／中興大學提供）
楊長賢領導的團隊接着進一步的研究發現，「花被密碼」SP及L複合體中的B及AGL6 MADS基因，除了具有原來的調控花器中脣瓣/花萼/花瓣形成的重要功能外，竟然還具有調控花朵顏色、花萼花瓣老化及花柄凋落的多重新功能。這項研究成果已於2月10日線上刊登於國際頂尖期刊自然之系列期刊Nature Communications。
團隊發現SP複合體之OAGL6-1/OAP3-1/OPI除可調控花萼/花瓣的形成外，更可透過調控PaMYB12的表現進一步控制花器中花青素的量，進而控制花朵顏色深淺及樣式的變化。當以VIGS 靜默的方式抑制OAGL6-1、OAP3-1或OPI的表現時，會造成PaMYB12 的表現量及花青素量的下降，進而使花朵的顏色消失或變淡。
另外發現SP 複合體之OAP3-1/OPI除可調控花萼/花瓣的形成及顏色外，更可透過抑制乙烯下游基因及老化相關基因之表現，進一步調控花萼花瓣之老化。當以VIGS 靜默的方式抑制OAP3-1或OPI的表現時，會造成乙烯下游基因PeEDF1/2及老化基因PeSAG39 的表現量上升，進而使花朵提早老化。
另外團隊更意外的發現SP 複合體之OAGL6-1 除可調控花萼/花瓣的形成及顏色外，更可調控蘭花花柄中木質素(lignin)生合成基因的表現及花柄基部之木質化，進而控制花朵的凋落。當以VIGS靜默的方式抑制OAGL6-1的表現時，會造成花柄木質素生合成基因PeVND1, PeMYB46及PeMYB63/85的表現量上升，進而加速花柄基部木質化及破壞離層的形成，最後造成花朵不能凋落。
▲興大校長薛富盛（右4）、副校長楊長賢（右5）、農資學院院長詹富智（右3）等人共同召開記者會。（圖／中興大學提供）
上述這些對植物B及AGL6 MADS基因功能之創新成果，都是在研究植物花朵發育領域的首度發現，除了破解所謂的「蘭花之謎」(The mystery of orchid flowers)外，並對植物B及AGL6 MADS基因在花朵演化上的角色提出了新的見解。過去學者皆認爲植物中控制花朵花器形成的主要MADS box基因，在完成花器分化及把花器做出來的工作後，就功成身退不會再有其他功用，而楊長賢領導的團隊卻打破了這個想法，並以大量且明確的實驗證據，提出控制花型的基因其實在花朵發育的後續過程中還具有許多意想不到的功能，如調控花朵顏色、花萼花瓣老化及花柄的凋落，這些創新發現在國際花卉研究的領域上有着突破性的貢獻，研究成果此次獲登Nature Communications，顯著提升興大及臺灣在研究蘭花之國際能見度。
楊長賢表示，此研究成果顯示L及SP complex基因的表現與否及強弱和蘭花花朵中顏色的變化程度及是否老化凋落有密切的關聯性，極具實際產業的應用價值，未來若能透過生物技術及育種之方法，經由操控L 及SP complex基因之表現，預期將會產生顏色多變及延長花期的蘭花，將能達到蘭花花卉改良之應用目的，除了可以增加蘭花市場的多樣性外，並對提高臺灣花卉產值有所助益。