神奇植物蛋白提高農產量
圖:姜里文(中)與其研究團隊莊小紅(左)及高彩吉(右)/本報記者黃穎雅攝
□香港中文大學生命科學學院教授姜里文,在植物中發現神奇蛋白,用於發展生化技術可改善種子品質和植物抗逆性,提高農作物產量。繼2009年獲裘槎基金會頒發優秀科研者獎後,他再獲2014/2015年度裘槎「優秀科研者獎」,成為少數兩度得此殊榮的學者之一。/大公報記者 黃穎雅
身兼中大細胞和發育生物學中心主任的姜里文,過去15年與其研究團隊埋首研究蛋白質傳輸機理及細胞器的生物形成機制,這些過程可直接影響植物的生長及抗病性。其科研團隊首次在植物發現一種神奇的植物蛋白(FREE 1),在調控細胞器(液泡)的形成和降解起重要作用,有關成果刊於《美國科學院院報》期刊。
用一年測試阿拉伯草
近年科學界研究各類基因圖譜,動物含有蛋白基因,植物相對亦含蛋白基因,姜里文的團隊於是採用細胞生物學、分子生物學、遺傳學等傳統科學方法,逐一抽查植物含有的十五個蛋白。跟隨姜里文教授的高彩吉博士說,用了接近一年,團隊採用擬蘭芥(又名阿拉伯草)為研究的基礎樣本,為樣本植物逐一測試蛋白,最後首次在植物找出這個神奇蛋白。
液泡是植物細胞最大的細胞器,含有水解?和儲存蛋白,液泡既是植物重要的「糧食儲存中心」,又是最大的「垃圾處理中心」。姜里文說,四年前研究團隊開始研究「一個調控細胞器生物合成及功能的神奇蛋白」,其後發現了蛋白質由一個細胞運動到另一個細胞器,由此得悉細胞器的形成與應用,但未清楚其用途。
經過研究,團隊發現編碼蛋白的基因缺失會導致液泡蛋白轉運障礙,並會影響植物種子中的儲存藏型液泡及營養器官中裂解型液泡的形成。
基於這些功能,液泡調控農作物的生理狀況,例如種子質量,抗病以及營養缺陷生長,因此發展相關生化技術可改善種子品質和植物抗逆性,提高農作物的產量。植物體內的液泡可以分為儲存型液泡(PSV)和裂解型液泡(LV)。儲存型液泡多儲存於植物的儲存型器官比如種子細胞內,而含有水解?的製解型液泡多存在於營養型器官比如根和葉細胞內。
擬轉移人體基因生產藥用蛋白
姜里文說,研究團隊希望未來仍以基礎研究為主,每五年能有最新研究成果發表。只要在植物基因進行加減,就會生產出轉基因植物。至於利用生物技術,則希望未來能在人體抽取的基因轉移到植物,最後生產出具藥用蛋白,以治療人類疾病。
二千年加盟中大的姜里文,於2009及2013年獲國家教育部高等學校科學研究優秀成果獎,其實驗室畢業的學生也多次榮獲各項殊榮。