麩胺酸不只是營養 中央大學團隊揭開植物「危險訊號」新機制

麩胺酸（glutamate, Glu）是植物體內重要的胺基酸，但麩胺酸是否具有訊息傳導功能，一直是科學家研究的重要課題。國立中央大學生命科學系教授葉靖輝與謝明勳研究團隊發現，外源性麩胺酸不僅可作為植物的氮源，更能被植物感知為危險訊號，進而透過不同的植物荷爾蒙及轉錄調控途徑，影響植物生長、防禦及根毛發育。

中大表示，除營養與代謝外，麩胺酸在動物體內也具有訊息傳導的功能。雖然植物沒有神經系統，但近年的研究顯示麩胺酸也可以是一種訊息傳導分子，廣泛地影響植物的生長與發育。

葉靖輝與謝明勳團隊，以模式植物阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）為材料，探討植物接觸外源性麩胺酸後所產生的生理與分子反應，發現當植物接觸到外源性麩胺酸時，會迅速誘導防禦基因，同時抑制光合作用基因的表現。

研究團隊進一步發現，麩胺酸所誘導的防禦反應，可以增進植物的抗病性。因此，外源性麩胺酸可能被植物感知為一種「危險訊號」，強化植物的免疫反應。

研究也發現，阿拉伯芥會透過根尖感應外源性麩胺酸以促進根毛伸長，其分子機制與根毛發育關鍵轉錄因子RHD6及其調控網絡有關。研究進一步分析，麩胺酸可能以其訊號分子的功能，透過乙烯訊息傳導，調控RHD6及其下游的調控網絡，進而促進根毛的生長、發育。

本研究主要由中央大學與中央研究院植物暨微生物學研究所合作學程碩士生洪以倢完成，由葉靖輝與謝明勳共同指導，研究成果顯示外源性麩胺酸可能同時扮演「營養」與「危險訊號」兩種角色，拓展了對植物麩胺酸代謝與訊息功能的理解，該項研究成果近日已發表於國際期刊《Plant Physiology》。