農作物產量問題與花粉不孕有直接的關係，中研院植物暨微生物學研究所副研究員中村友輝團隊，近期發現影響花粉管生長的關鍵脂質「磷脂酸」的生成機制，將有助於提高農作物產量。中研院表示，此研究成果已在5月29日發表於植物學頂尖期刊《The Plant Cell》。

花粉不孕影響農產量 中研院找出關鍵

「花粉管」是植物受孕的最後一哩路，當花粉落在雌蕊上後，還要長出花粉管才能送精細胞到蕊中與卵子相遇。一有差錯，植物便無法結成果實。 中村友輝表示，花粉發育對植物的生殖繁衍至關重要，有些農作物的產量問題更直接與花粉不孕有關。過去有研究已指出，磷脂酸（Phosphatidic acid, PA）在花粉管生長過程中扮演著傳遞訊息的重要角色，然而，PA如何生成、又如何影響花粉管生長？尚不得而知。

以阿拉伯芥作研究對象 找到花粉受孕脂質來源

研究團隊首先在模式植物阿拉伯芥的花粉內鑑定出二種酵素DGK2及DGK4，再經實驗證實，缺少此二種酵素的植株便會缺少PA，花粉管也停止生長，導致植物無法授粉、結果。證明了DGK2與DGK4便是PA的生長關鍵。此外，當團隊對這些缺陷植株將施加PA或將相關基因送入植株，使其產生DGK酵素後，花粉管便如正常的花粉一般，在12小時內達到正常的長度。 中村友輝解釋，PA在花粉管中是一種脂質訊息，主要存在於花粉管的尖端與底部之間，誘導花粉管生長。而本次研究發現，在花粉細胞內，二種DGK酵素會將沒有傳遞訊息功能的二酸甘油酯（Diacylglycerol, DAG）轉換成有傳遞訊息功能的PA，藉此達到花粉管生長的目的。

揭開花粉受孕關鍵 研究成果有助提高農產量

中村友輝指出，此研究成果將對解決農業產量問題有所幫助，因為DGK2、DGK4這類酵素廣泛存在於重要的農業作物中，在稻米、小麥、玉米、番茄、蘋果中等都可見到。 因此，研究團隊推測，此次發現的PA合成機制也在各種植物中存在，可能是增進作物受孕與產量研究的新契機。