兴大解密「花被密码」发现兰花花色、老化之谜 登顶尖期刊
▲中兴大学副校长、生物科技学研究所讲座教授杨长贤（中）所领导的团队解开兰花花色及老化之谜。（图／中兴大学提供）
兰科植物含有超过28000多种以上的兰花，是现今植物界中包含种类最多的科之一。中兴大学生物科技学研究所讲座教授杨长贤所领导的团队，五年前曾提出「花被密码」(Perianth code，简称P code)，证实了兰花唇瓣形成的原因及机制，解开兰花花朵美丽的秘密。
杨长贤指出，「花被密码」的发现突破过去对植物B群MADS基因的专一研究，他们提出B群基因的蛋白质必须与一群AGL6的蛋白质形成蛋白质四聚体的复合体，一种为「唇瓣复合体」 (L complex)，其控制唇瓣的型成，另一种为「花萼/花瓣复合体」(SP complex)，其会抑制唇瓣的形成，使花器产生花萼/花瓣。
▲中兴大学副校长、生物科技学研究所讲座教授杨长贤解开兰花花色及老化之谜。（图／中兴大学提供）
杨长贤领导的团队接着进一步的研究发现，「花被密码」SP及L复合体中的B及AGL6 MADS基因，除了具有原来的调控花器中唇瓣/花萼/花瓣形成的重要功能外，竟然还具有调控花朵颜色、花萼花瓣老化及花柄凋落的多重新功能。这项研究成果已于2月10日线上刊登于国际顶尖期刊自然之系列期刊Nature Communications。
团队发现SP复合体之OAGL6-1/OAP3-1/OPI除可调控花萼/花瓣的形成外，更可透过调控PaMYB12的表现进一步控制花器中花青素的量，进而控制花朵颜色深浅及样式的变化。当以VIGS 静默的方式抑制OAGL6-1、OAP3-1或OPI的表现时，会造成PaMYB12 的表现量及花青素量的下降，进而使花朵的颜色消失或变淡。
另外发现SP 复合体之OAP3-1/OPI除可调控花萼/花瓣的形成及颜色外，更可透过抑制乙烯下游基因及老化相关基因之表现，进一步调控花萼花瓣之老化。当以VIGS 静默的方式抑制OAP3-1或OPI的表现时，会造成乙烯下游基因PeEDF1/2及老化基因PeSAG39 的表现量上升，进而使花朵提早老化。
另外团队更意外的发现SP 复合体之OAGL6-1 除可调控花萼/花瓣的形成及颜色外，更可调控兰花花柄中木质素(lignin)生合成基因的表现及花柄基部之木质化，进而控制花朵的凋落。当以VIGS静默的方式抑制OAGL6-1的表现时，会造成花柄木质素生合成基因PeVND1, PeMYB46及PeMYB63/85的表现量上升，进而加速花柄基部木质化及破坏離层的形成，最后造成花朵不能凋落。
▲兴大校长薛富盛（右4）、副校长杨长贤（右5）、农资学院院长詹富智（右3）等人共同召开记者会。（图／中兴大学提供）
上述这些对植物B及AGL6 MADS基因功能之创新成果，都是在研究植物花朵发育領域的首度发现，除了破解所谓的「兰花之谜」(The mystery of orchid flowers)外，并对植物B及AGL6 MADS基因在花朵演化上的角色提出了新的见解。过去学者皆认为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来的工作后，就功成身退不会再有其他功用，而杨长贤领导的团队却打破了这个想法，并以大量且明确的实验证据，提出控制花型的基因其实在花朵发育的后续过程中还具有许多意想不到的功能，如调控花朵颜色、花萼花瓣老化及花柄的凋落，这些创新发现在国际花卉研究的領域上有着突破性的贡献，研究成果此次获登Nature Communications，显著提升兴大及台湾在研究蘭花之国际能見度。
杨长贤表示，此研究成果显示L及SP complex基因的表现与否及强弱和兰花花朵中颜色的变化程度及是否老化凋落有密切的关联性，极具实际产业的应用价值，未来若能透过生物技术及育种之方法，经由操控L 及SP complex基因之表现，预期将会产生颜色多变及延长花期的兰花，将能达到兰花花卉改良之应用目的，除了可以增加兰花市场的多样性外，并对提高台湾花卉产值有所助益。