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近年來因環境變遷造成異常淹水逆境,已嚴重衝擊全球糧食作物的生產。淹水會造成植物
根部缺氧、能量生成過少且產生酒精毒害而造成植物死亡。然而在所有的穀類作物中,水稻卻
是唯一可耐淹水的重要糧食作物。淹水可增加水稻中植物激素的合成:一方面促進細胞分裂及
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延長,讓莖的莖節向上伸長,使植株高於水面以進行空氣交換;另一方面,促進根部皮層細胞
部分老化死亡,進一步特化成具有較大細胞間隙的通氣組織,以利於儲存氧氣使根部維持活
性。臺灣的學者經多年研究更進一步解開水稻耐淹水的分子調控機制。該研究團隊發現當水稻
種子在淹水缺氧時,會誘導兩種蛋白激酶(CIPK15 及 SnRKIA)、轉錄因子 MYBSI及可將
在時
ISO
澱粉轉化成糖的 a-澱粉水解酶(a-amylase)等基因的大量表現。先前研究已發現 MYBS1 可
結合在u-澱粉水解酶基因的啟動子序列,增加 -澱粉水解酶基因的表現。而當植物細胞缺糖
時,則會促成 SnRKIA 活化 MYBS1的活性。進一步的分析則發現當水稻 CIPK15 基因產生突
變時,SnRK1A的蛋白質則無法累積,同時也觀察到CIPK15 突變種子無法在同時淹水及缺糖
的情況下發芽而死亡。這些研究成果得知植物中耐淹水的機制為透過缺糖訊息傳遞途徑,促進
碳水化合物的分解,使種子有足夠的能量在水中發芽。此篇論文的關鍵發現將可協助育出各種
耐淹水作物,減少淹水農損。根據上文及所習得的知識,回答下列問題:
(106指考】
13. 水稻在淹水時可合成哪些激素以增加生存能力?
答對率27%
(A) 吉貝素及離層酸(B)吉貝素及乙烯(C)生長素及離層酸(D)細胞分裂素及乙烯。
14 水稻淹水時所產生的分子訊息的次序下列何者正確?
答對率69%
(A) CIPK15→SnRK1A→MYBS1→ Q- 澱粉水解酶→檸檬酸循環 (B) SnRK1A→
MYBS1→CIPK15 c- 澱粉水解酶→檸檬酸循環(C)檸檬酸循環→ CIPK15 →
SnRKIA → MYBS1→ Q-澱粉水解酶D) MYBS1 → Q-澱粉水解酶→檸檬酸循環一
CIPK15 → SnRK1A。 (we al) 8 0.1
(0) a AS
15. 下列哪些結果符合本文的研究成果?(多選)
得分率57%
CAL MYBS1基因突變的種子可在長時間淹水時發芽(BY在同時淹水及缺糖時,在
CIPK15 突變種子中發酵作用活性降低 \c共糖時,種子中a-澱粉水解酶的量沒有
變化 D提高 01-澱粉水解酶活性可幫助 CIPK15 突變種子在淹水時發芽,B在淹水
的CIPK15 突變種子中,Q-澱粉水解酶基因的表現上升。
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