中興大學找到讓蘭花「花容失色」關鍵！解密蘭花花色、老化及凋落之謎，除找到調控蘭花花色及老化關鍵基因外，更能透過「基因靜默」技術調控花色、老化速度 ，最快能在兩個月內產出新色蘭花，比傳統育種法要花7、8年育成，大幅縮減時間，或延長花期，極具實際產業應用價值；研究登頂尖期刊自然（Nature）的系列期刊「自然通訊」（Nature Communications）。
中興大學生物科技學研究所講座教授、副校長楊長賢指出，蘭科植物含有超過2萬8000多種以上的蘭花，是現今植物界中包含種類最多的科之一，尤其花朵美麗多變，花被特化出各種形式的唇瓣，使蘭花形成獨特的兩側對稱的花型及顏色多變，成為人氣花卉且深具產業價值。
楊長賢領導的團隊，5年前曾提出「花被密碼」，解密蘭花唇瓣形成的原因及機制，提出蘭花唇瓣的形成是受到「唇瓣複合體」 （L complex）及「花萼/花瓣複合體」（SP complex）等2種關鍵「蛋白質複合體」的調控影響，這兩種複合體互相競爭的強弱影響花形。
研究團隊進一步的研究發現，「花被密碼」的SP複合體竟不只能調控花萼、花瓣形成，甚至還具有調控花朵顏色、花萼花瓣老化及花柄凋落等多重新功能。
楊長賢指出，花朵有五顏六色的色彩與花器中含有包括花青素、胡蘿蔔素等有關，花青素讓花朵呈紫紅色系，胡蘿蔔素呈橘色系；團隊研究發現，影響蘭花花萼、花瓣的SP複合體中的3個基因蛋白竟能影響花色變化，調控其中3個蛋白的表現能控制「花青素」的量，進而讓蘭花「花容失色」。
團隊以「基因靜默」技術抑制3個蛋白的表現後，紫紅色系的蝴蝶蘭因花青素量的下降，花瓣顏色出現變淡、形成班點花紋等深淺變化，甚至顏色消失趨近白色等變化；橘色系的蝴蝶蘭則因花中的花青素量下降，花瓣橘色變淡而偏黃色系，或僅留橘色斑紋等變化。
另又發現以「基因靜默」技術抑制SP複合體中的2個蛋白表現時，會造成花朵提早老化；另調控抑制一項蛋白表現時，會加速花柄基部木質化及破壞離層的形成，花朵就算枯萎也不會自枝上凋落。
楊長賢說，過去學者皆認為植物中控制花朵花器形成的主要基因在完成花器分化及形成花器後就功成身退，不會再有其他功用，這次的研究打破這項「想當然爾」的想法，甚至進一步證明控制花型的基因，在花朵發育的後續過程中還扮演重要角色與功能，包括調控花朵顏色、花萼花瓣老化速度及花柄的凋落的機制，因創新發現在國際花卉研究的領域上有著突破性的貢獻，研究成果2月10日獲登Nature Communications。
楊長賢說，研究團隊包括興大生技所博士後研究員徐杏芬、陳偉翰、碩士生沈怡璇 （共同第一作者），及博士後研究員許巍瀚、毛婉廷等，除是完全由中興大學研究團隊完成的研究成果，更是純本土團隊獨力完成的研究成果，向國際證明台灣及興大的研究實力，也顯著提升興大及台灣在研究蘭花之國際能見度。
楊長賢另指出，過去蘭花業者為培育不同花色的品種多採傳統育種法，多採隨機雜交，除多要費時7、8年交種，等培育出穩定的代系後才算育種完成，且雜交出的成果也「無從預期」，極費時費力，甚至可能白忙一場，興大找到關鍵控制花色的基因後，進行技術控制，最快能在2個月內就長出新色蘭花；另傳統蘭花花期最多80到100天，也能透過老化基因的調控，讓花期延長，達到蘭花花卉改良應用目的，除了可以增加蘭花市場的多樣性外，並對提高台灣花卉產值有所助益，極具實際產業的應用價值。
興大找到讓蘭花「花容失色」及老化關鍵 極具應用價值登頂尖期刊
來源：【自由新聞 記者蘇孟娟/台中報導 2021/02/17】
