2020/05/01
【大成报记者萧宇廷/台中报导】对比于一般陆生植物细胞内多数小圆盘状的叶绿体，巨大叶绿体显得非常独特。中兴大学教授许秋容的研究团队，在一群古老的维管束植物卷柏科发现它们的叶绿体具有奇特的多样性，一个光合细胞中有单独一个超级巨大的叶绿体、至少数中型叶绿体或多数小型的叶绿体，与种类有关。而超级巨大的叶绿体可出现在表皮细胞或第一层的叶肉细胞中，呈杯状、二裂片状或大盘状，可达40微米，是目前已知植物界最大的叶绿体。这项研究并发表于2020年4月的美国植物学会刊；相关发现新颖又具生态意涵，也已引起植物学界的关注，或可启发斩新的叶绿体研究方向。
许秋容团队透露，这些巨大叶绿体的构造有的像一般的叶绿体；有的却在一般叶绿体的构造之上，再加上数十层平行又规律的层状结构，被称为“二区叶绿体”。
而二区叶绿体是许秋容团队在2007年第一次报导，当时仅在原产于中南美洲的红卷柏发现。许秋容说，由于早期并不知道有多少种的卷柏具有巨大和特殊的二区叶绿体，也不知它们的发生与环境或演进亲缘是否有关联？所以团队开始和许多国内、外学者合作，至世界各地采集，历经多位研究生的努力，终于获得令人欣喜和有趣的结果。
他们研究了全世界76种卷柏植物，巨大的叶绿体在49种卷柏中发现，都生长在林下阴暗的环境。对照于生长在较开放或沙漠等高光环境下的卷柏，它们一个细胞中的叶绿体有数个或数十个，大小为中型或小型。
经进一步检视微细构造，团队发现其中11种具巨大叶绿体的卷柏，有著二区叶绿体的特殊结构，可为杯状或二深裂片状。二区叶绿体上方有如太阳能板的层状结构，位在漏斗状细胞下方，可共同形成光学作用，推知具有增加吸收或反射光线的潜能，是植物适应阴暗环境的极致表现。
由亲缘关系比较则得知，卷柏植物祖先型的叶绿体应为多数且小型，超大叶绿体是演进后期才出现的特征，可能与过往地球的环境变化有关。
这项研究发表于2020年4月的美国植物学会刊，计历时7年、由8个国家22位研究者参与，其中博士生刘鉴纬和硕士毕业生李绍辅贡献良多。研究团队特别感谢科技部的经费支持、美国史密森研究所和夏威保育计划的协助、英国、澳洲的植物园和辜严倬云保种中心提供数种研究材料。由于叶绿体已被研究近200年，这项新颖又具生态意涵的新发现，引起植物学界的关注，或可启发斩新的叶绿体研究方向。
文章链接及来源:https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ajb2.1455
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