本校李承叡老師與國際團隊研究自然界「芥末」多樣性 榮登《Nature Ecology & Evolution》

為什麼西洋芥末和東洋山葵會辣？這辣味來自硫代葡萄糖苷（glucosinolate）化合物的下游產物。這個化合物常見於十字花科植物中，如芥末、山葵、白菜、高麗菜、花椰菜、芥菜等，在自然界對草食性昆蟲具有毒性，對人類來說，則成了味覺刺激感的良好來源。

根據源頭化合物的不同，硫代葡萄糖苷可以分成許多種類。但為何自然界中要有這樣的多樣性？在這個計畫中，李承叡老師團隊與美國合作者研究北美野生植物 Boechera stricta 體內硫代葡萄糖苷的多樣性。團隊首先找到控制此化合物合成步驟的關鍵基因，並發現此基因在各個品系體內重複拷貝的數量不同。不同的基因數量，再加上各自迥異的突變，導致各族群有不同的硫代葡萄糖苷種類組成。這樣的體內化合物組成差異在自然界有什麼用處？野外實驗發現，不同的硫代葡萄糖苷對不同種類的昆蟲具有抗性，且讓植物具有不同的抗旱能力。因此，不同自然環境下的乾旱程度以及草食性昆蟲種類的差異，偏好不同種類的植物化合物組成，進而影響了基因型的地理分佈。

本研究結合野外生態實驗、遺傳基因定位、生化分析驗證、基因體大數據分析、以及最新的第三代基因定序和全基因體組裝，解決困擾生物學家已久的問題—為什麼自然界會存在生物多樣性。

本研究感謝科技部哥倫布計畫補助。

研究成果於2021年6月17日發表於國際學術期刊《自然生態演化》（Nature Ecology & Evolution）。

原文連結：https://www.nature.com/articles/s41559-021-01486-0
泛科學科普介紹：https://pansci.asia/archives/323971