[新聞] 分生所首創發現植物偵測土壤的離子感應機制
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分生所首創發現植物偵測土壤的離子感應機制 締造國際研究生學程(TIGP)成就新標的
中華民國98年09月18日
(本院暨國防醫學院聯合新聞稿)中央研究院分子生物研究所研究員蔡宜芳所率領的一組研
究團隊，9月18日於國際重量級專業期刊「細胞」(Cell)發表重要論文，為台灣植物科學
論文刊登該期刊創首例，締造國內植物研究新標的。該團隊發現植物中第一個離子感應子
(Sensor)，並且首度清楚呈現植物對於土壤中硝酸鹽離子濃度變化的感應機制。專業影響
指數(Impact Factor)高達31.253的「細胞」期刊，並且邀請研究團隊為其網站製作影音
簡介。這篇論文提出創新的植物偵測土壤離子的感應機制，預計未來有助於減少農業肥料
之使用。
此篇論文的第一作者國防醫學院生命科學研究所何承訓博士係於5年前參與中央研究院與
國防醫學院合辦的國際研究生(TIGP)分子與細胞生物博士學程。中研院2002年設立的國際
研究生學程(TIGP)，歷年結業論文屢獲國際領導性期刊之肯定，亦充分展現台灣參與國際
學術社群，積極培育年輕菁英的優異成效。
研究團隊指出，由於植物無法像動物一樣可以自由移動、遠離逆境，而且植物所需的養分
絕大部分都仰賴根從土壤中以離子的型態吸入。為了生存下去，植物必須依靠複雜且完善
的離子感應機制，偵測感應土壤中必需元素之變化，藉以調控植物的基因表現，以保持植
物正常成長與發育，及有效地競爭有限的資源。
此篇論文最重要的發現就是解開近二十年都未能瞭解的謎題，證實原本只有硝酸鹽轉運功
能的「硝酸鹽轉運蛋白-CHL1」，同時也是硝酸鹽感應子，具有偵測土壤中硝酸鹽離子的
另一項功能。這也是第一個在高等植物中證實的離子感應子。研究團隊的第2項研究突破
，是更進一步發現硝酸鹽感應子不僅僅只能偵測酸鹽的存在與否，還能精確的感應出硝酸
鹽濃度的變化，促使植物做出適當且正確的生理反應，達到應有的生長與發育。當感應到
外在硝酸鹽濃度低的時候，感應子CHL1會被磷酸化，然後誘發微量的基因表現。相反的，
當外在硝酸鹽濃度高的時候，感應子CHL1不會被磷酸化，此時會誘發大量的基因表現
以往所知的感應子，僅知可以偵測物質的有或無，而這一次中央研究院的研究團隊完整呈
現感應子偵測離子濃度變化的作用機制。將使未來農業「零施肥」的目標更靠近些。研究
團隊表示，目前該團隊發現的離子感應機制，未來也將可應用於研究人類(例如，糖尿病
即因為濃度偵測失調所引起)、其他動物如何偵測(環境)物質之濃度。
參考網站：http://www.cell.com/
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