過氧化氫與植物的耐寒機制

    最近有則新聞在塔內食蟲板討論，筆者去追蹤了一下；因為筆者不是植物生理領域的人，所以原本並不清楚它的進展如何。許多看見新聞標題的朋友心中充滿了無限想像與期待，但實際上好像不是這麼一回事。為甚麼呢？請繼續看下去。

    下面是該研究團隊於2007年發表的論文摘要，關於過氧化氫與植物的耐寒機制：

Repetition of hydrogen peroxide treatment induces a chilling tolerance comparable to cold acclimation in mung bean. Hung ShuHsien；Wang ChunChi；Ivanov, S V；Alexieva, V；Yu ChihWen Journal of the American Society for Horticultural Science, (2007) Vol.132(No.6)

Abstract     Mung bean seedlings (Vigna radiata L.) of the cultivar Tainan No. 5 (a chilling-sensitive cultivar) pretreated with multiple sprays of 200 mM H₂O₂ showed a tolerance to chilling at 4 degrees C for 36 h, measured by electrolyte leakage, that was greater than that induced by a single treatment and similar to that induced by cold-acclimation at 10 degrees C for 48 h. Two H₂O₂ treatments at an interval of 3 h gave the optimum chilling tolerance. Tolerance induced by H₂O₂ could be distinguished from that induced by acclimation at 10 degrees C according to length at 4 degrees C and corresponding electrolyte leakage. Chilling tolerance induced by H₂O₂ depended on accumulation of glutathione (GSH), which could be significantly reversed by pretreatment with buthionine sulfoximine (BSO). In contrast, tolerance induced by incubation at 10 degrees C for 48 h in light was neither accompanied by accumulation of GSH nor reversed by BSO, suggesting that there are at least two independent mechanisms of developing chilling tolerance. Chilling tolerance of both cold-acclimated and H₂O₂-treated seedlings was decreased by ethyleneglycol-bis(aminoethylether)-N,N'-tetraacetic acid (EGTA) but not by ruthenium red, indicating that the influx of Ca²+ from extracellular, but not intracellular, pools is an important signal in the induction of tolerance. In confirmation, sprays of Ca²+ could be substituted for H₂O₂.

    筆者知道強迫各位去讀外文期刊是不人道的，不過說實在話，不去攝取新知就等著被淘汰吧！而且以為筆者會翻譯這篇摘要的朋友恐怕要讓你失望了，因為翻譯了你也應該用不上；但我會稍微說明一下這篇研究在做什麼。

    這個研究使用了200 mM 的過氧化氫（雙氧水）多次噴灑綠豆芽，然後發現它在特定環境下啓動了抗寒機制（註：以電解質流失情形來判斷，筆者推測可能跟正常生理機能維持有關）1-2天左右。先不去討論抗寒機制背後的問題，他的結論是來自細胞外的鈣離子是重要的逆境訊號，因此噴灑鈣離子可以取代過氧化氫，達到啓動抗寒機制的功能。

    各位看到這裡一定傻眼了，幫豬籠草噴灑鈣離子可以對抗逆境？這件事情大家想都沒想過，更不用說種植毛氈苔的朋友，一定想要翻桌：這種爛方法要怎麼用在毛氈苔上？（假設抗逆境機制包含高溫與低溫，雖然並沒有直接證據證明兩者的機制雷同。）

    首先要跟各位說：別太相信新聞的報導。再來針對應用的部份，筆者認為沒有那麼大的吸引力。雙氧水可能會對植物造成傷害，影響生長發育；而鈣離子的使用濃度並不確定，只知道讓細胞接觸鈣離子可以讓其忍受低溫。對其他不討厭鈣離子的植物，筆者認為這個方法用來暫時抵禦寒流可能有用；而對豬籠草來說，那就看各位有沒有那個膽子去做實驗了。

    原則上筆者認為對一些怕寒冷的豬籠草來說，在新芽處塗抹一些鈣離子含量較高的溶液是較合理的施用方式，相信對於植株不會有任何的損害。但由於筆者完全以室內簡易溫室栽培，目前並無打算進行測試。至於雙氧水，筆者相信這就是新聞報導中計畫主持人提到的”比較昂貴又會使植物生長停滯“的舊抗寒液配方，因此不鼓勵各位施用。如果有心對這個議題深入研究的朋友可以自行閱讀相關文獻。