中文大學校刊 二零零六年春‧夏秋‧冬

編碼的蛋白結構和活性強弱等都可能有差 異，因此需要個別提純，才可研究它們的特 性。 以分子遺傳學方法分析擬南芥菜 林教授是以分子遺傳學的方法，去探討 天冬酰胺合成酶基因群中每一個成員的作 用。研究人員先著手分析「擬南芥菜」這種 植物。擬南芥菜具備了高等植物的全部特 性，且遺傳系統較簡單，也是世界上最先完 成基因解碼的植物。解碼結果亦證明了天冬 酰胺合成酶的全部基因只有三個，與林教授 較早時的發現吻合。林教授相信，以擬南芥 菜作為研究媒介，將有助了解其他經濟價值 較高的植物。 研究人員複製了擬南芥菜中的 ASN1 、 ASN2 及 ASN3 基因，並製造能大量表達這些 基因的轉基因植物，以研究這三個基因在植 物體內的作用。 繁殖大量表達 A S N 1 基因品系 研究的首階段集中於 ASN1 ，研究人員 把複製的擬南芥菜 ASN1 基因用轉基因方法 放回植物本身，繁殖出大量表達 ASN1 的品 系，然後觀察氮在這些品系中的代謝情況。 他們發現不論是在白天或是在晚上，不論環 境的光暗，這些轉基因品系中的 ASN1 基因 都十分活躍，製造大量的信使核糖核酸和天 冬酰胺合成酶，導致葉子裡的游離天冬酰胺 急劇增加。比較之下，在正常的擬南芥菜 裡， ASN1 基因只會於黑暗的環境中才活躍 起來。原因是晚上沒有光合作用，而植物為 了避免浪費氮，就以葉子裡的ASN1積極合 成天冬酰胺來把氮暫時儲存。 與傳統育種知識不謀而合 傳統育種在篩選玉米、燕麥和小麥的種 子時，會測試植物葉子裡的天冬酰胺，選擇 其含量高者培育，認為這等種子裡蛋白的含 量會越多。林教授的研究，就是希望證實兩 者的關係。 研究小組發現，在大量表達 ASN1 基因 的擬南芥菜品系裡，不單在植物的葉子可觀 察到游離天冬酰胺的顯著增加，就連果實裡 也有比正常的擬南芥菜果子有更多的游離天 冬酰胺。然而，無論在轉基因品系或是在正 常的擬南芥菜，它們種子裡的游離氨基酸， 都較在葉子或果子裡的少。這正顯示在種子 篩選 ASN1 轉基因純合品系。在篩選培養基中，沒有轉化 的植物變黃而成功轉化的則維持翠綠。 對照品系 高表達品系 L D L D A S N 1 r R N A A S N 2 r R N A A S N 3 r R N A L為經過光處理的植物；D為經過暗處理的植物。基因高 表達品系的ASN信使核糖核酸不論在光或暗的情況下， 均比對照品系的為高。 中文大學校刊　二零零一年春•夏 28