植物白天的「甜蜜溫度計」：糖分竟是關鍵熱感應器！

加州大學河濱分校陳萌教授團隊最新研究顛覆傳統認知，發現植物竟能透過光合作用產生的糖分來感知白天高溫，這項突破性發現改寫了植物生理學教科書。

陳教授指出：「現有理論認為光敏色素B和早花蛋白3（ELF3）是主要溫度感應器，但這些模型都建立在夜間實驗數據上。我們更想知道植物在『光照與高溫並存』的白天如何反應，這才是多數植物真實的生長環境。」

研究團隊選擇遺傳學常用模式植物阿拉伯芥，在不同光照條件下將幼苗置於12-27°C環境，觀察胚軸（幼苗莖部）伸長狀況——這是植物對溫度反應的經典指標。

令人驚訝的是，光感應蛋白「光敏色素B」僅在弱光下具有溫度感應功能。當光照強度模擬正午陽光時，其熱感應機制竟完全失效！然而植物仍持續對高溫產生反應，顯示必然存在其他感應系統。

關鍵線索來自缺乏熱感應功能的光敏色素B突變株：這些突變株僅在光照下能感應溫度，黑暗環境中因缺乏光合作用產生的葉綠體，完全喪失溫度反應能力。但當研究人員在培養基添加糖分後，奇蹟發生了——溫度感應能力立即恢復！

「這證明糖分不只是養分，更像是傳遞『環境變暖』訊息的分子訊號！」陳教授興奮地表示。後續實驗發現，高溫會促使葉片中儲存的澱粉分解為蔗糖，這種糖分能穩定生⻑調控蛋白PIF4。有趣的是，PIF4需要雙重條件：糖分維持其穩定，且需另一感應器ELF3因應高溫解除抑制才會活化。

這項研究揭示植物在白天進行光合作用時，演化出以糖分為媒介的精密溫度感知系統：當溫度上升，澱粉轉化為糖分，進而激活關鍵生⻑蛋白。隨著極端氣候加劇，這項發現將幫助育種專家開發更具環境韌性的作物。

陳教授總結：「植物感知溫度不是簡單的蛋白質開關，而是整合光能、糖代謝的精密系統。在光合作用的繁忙工廠裡，植物用甜蜜的智慧精準判斷何時該伸⻑枝葉擁抱陽光。」

這項刊登於《自然通訊》的重要研究（DOI:10.1038/s41467-025-60498-7），再次展現植物王國令人驚嘆的生存策略。